شکاف انیشتین با یک اتم منفرد
فیزیک ۱۸, s150 اینترفرومتر تکاتمی تأیید میکند که پاسخ نیلز بور به آزمایشی فکری بهظاهر پارادوکسیکال که توسط آلبرت انیشتین طرح شده بود، صحیح است.
در سال ۱۹۲۷، نیلز بور اصل تکمیلیت را به مکانیک کوانتومی معرفی کرد. او اظهار داشت که دو ویژگی تکمیلی نمیتوانند همزمان مشاهده یا اندازهگیری شوند. آلبرت انیشتین که این مفهوم را نامطلوب میدانست، بلافاصله یک آزمایش فکری طرح کرد تا تضاد ادعای تکمیلیت را نشان دهد. امروزه جیانوی پان از دانشگاه علم و فناوری چین (USTC) و همکارانش، این آزمایش انیشتین را در آزمایشگاه خود اجرا کردهاند [۱]. این پیادهسازی اولین بار نیست و نیز برای تأیید تکمیلیت ضروری نبود. با این حال، تنظیمات USTC این امکان را دارد تا به بررسی سایر جنبههای کمتر مستند مکانیک کوانتومی بپردازد.
در آزمایش فکری انیشتین، ذرات از یک شکاف دوگانه افقی عبور میکردند. الگوهای تداخل ثبتشده توسط یک آشکارساز، ماهیت موجمانند ذرات را نشان میدادند. اما پیش از رسیدن ذرات به شکاف دوگانه، انیشتین آنها را از یک شکاف تکتکه عبور داد که بین دو فنر حساس به تکانه قرار داشت. ذراتی که بهعنوان مثال به سمت شکاف بالایی هدایت میشدند، تکانهای به سمت پایین بر روی شکاف تکتکه وارد میکردند که قابلتشخیص بود و نشانگر ماهیت ذرهای آنها بود. همزمان، بهعنوان اشیای موجمانند، این ذرات همچنان الگوهای تداخلی را تولید میکردند. از آنجا که ویژگی ذرهمانند و ویژگی موجمانند تکمیلی هستند، وجود این الگوها اصل تکمیلیت را نقض میکرد. بور این پارادوکس ظاهری را با اشاره به اینکه اندازهگیری دقیق تکانهٔ یک ذره، بهدلیل اصل عدمقطعیت، موقعیت ذره را مبهم میکند و الگوهای تداخل را از بین میبرد، برطرف کرد.
در آزمایش آزمایشگاهی USTC، ذرات بهصورت فوتونهای تکتکه بودند و شکاف تکتکه یک اتم روبیدیوم منفرد بود که در یک چنگک نوری محبوس شده بود. با تنظیم عدمقطعیت تکانهٔ فوتونها، پان و همکارانش توانستند شفافیت الگوهای تداخل را بیشتر یا کمتر کنند، که مطابق با پیشبینی نظریه بود. در حالی که اصل تکمیلیت بر پایههای فیزیکی مستحکم است، پژوهشگران پیشبینی میکنند که از دستگاه خود برای بررسی سؤال بازتر دربارهٔ تعامل بین دِکوهرنس و درهمتنیدگی استفاده کنند.
–چارلز دی
چارلز دی ویراستار ارشد برای مجله فیزیک است.
مراجع
- Y.-C. Zhang و همکاران، “آزمایش فکری قابل تنظیم انیشتین‑بوهر با شکاف بازگرداننده در حد کوانتومی”، Phys. Rev. Lett. 135، 230202 (2025).
آزمایش فکری قابل تنظیم انیشتین‑بوهر با شکاف بازگرداننده در حد کوانتومی
Yu-Chen Zhang, Hao-Wen Cheng, Zhao-Qiu Zengxu, Zhan Wu, Rui Lin, Yu-Cheng Duan, Jun Rui, Ming-Cheng Chen, Chao-Yang Lu, and Jian-Wei Pan
Phys. Rev. Lett. 135, 230202 (2025)
حوزههای موضوعی
فیزیک کوانتومی، فیزیک اتمی و مولکولی