به نقل از «خبرگزاری صدا و سیما»

دستاورد دانشمندان با استفاده از مکانیک کوانتومی

تاریخ انتشار: ۳ دی ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۶۸۹۳۸۹

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، انسان‌ها جهان اطراف خود را به این دلیل می‌بینند که نور توسط سلول‌های تخصصی شبکیه چشم جذب می‌شود. اما آیا دیدن محیط اطراف ما می‌تواند بدون هیچ گونه جذبی و حتی بدون یک ذره نور اتفاق بیفتد دانشمندان اکنون با کمک تکنیک‌های کوانتوم به پیشرفت جدیدی دست یافته‌اند که این موضوع را عملی می‌کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

در مطالعه‌ای که ارتباط بین دنیای کوانتومی و کلاسیک را بررسی می‌کند، دانشمندان دانشگاه آلتو، راهی جدید و بسیار مؤثرتر برای انجام آزمایش‌های بدون تعامل کشف کردند. این تیم از دستگاه‌های ترانسمون که رفتار‌های کو‌انتومی را نشان می‌دهد، برای تشخیص وجود پالس‌های مایکروویو تولید شده توسط ابزار‌های کلاسیک استفاده کرده‌اند. هدف اصلی تحقیق آن‌ها که در مجله Nature Communications منتشر شده، دیدن محیط اطراف بدون نگاه‌کردن به آن است!

محققان گفتند : «مجبور بودیم تا این مفهوم را با ابزار‌های آزمایشی مختلف موجود برای دستگاه‌های ابررسان تطبیق دهیم. به‌همین‌دلیل، ما مجبور شدیم پروتکل استاندارد بدون تعامل را به روشی مهم تغییر دهیم: با استفاده از سطح انرژی بالاتر ارنسمون، لایه دیگری از «کوانتوم» را اضافه کردیم. سپس از انسجام کوانتومی سیستم سه‌سطحی به‌عنوان یک منبع استفاده کردیم.»

انسجام کوانتومی به این امکان اشاره دارد که یک جسم می‌تواند هم‌زمان دو حالت مختلف را به خود اختصاص دهد. با‌این‌حال، انسجام کو‌انتومی ظریف است و به‌راحتی فرو می‌ریزد؛ بنابراین مشخص نبود که پروتکل جدید کار می‌کند یا خیر؛ بنابراین تیم محققان اولین آزمایش‌های خود را انجام دادند که نتایج به‌دست آمده از آن‌ها تأثیرگذاری این روش را نشان می‌داد:

«ما همچنین نشان دادیم که حتی پالس‌های مایکروویو بسیار کم‌توان را می‌توان با استفاده از پروتکل ما به‌طور مؤثر تشخیص داد.»

آزمایش آن‌ها همچنین روش جدیدی را نشان داد که در آن دستگاه‌های کوانتو‌می می‌توانند به نتایجی دست پیدا کنند که دستیابی به آن‌ها برای دستگاه‌های کلاسیک غیرممکن است؛ چیزی که به‌عنوان مزیت کوانتومی از آن یاد می‌شود. هرچند محققان عموماً باور دارند که دستیابی به مزیت کوانتومی به رایانه‌های کوا‌نتومی با کیوبیت‌های زیاد نیاز دارد، اما در این آزمایش، مزیت کوانتومی با استفاده از سیستم نسبتاً ساده‌تری نشان داده شد.

ارزیابی‌های بدون تعامل مبتنی بر روش‌های قدیمی‌تر کمتر، در برخی فرایند‌های تخصصی مانند تصویربرداری نوری، تشخیص نویز و توزیع کلید رمزنگاری کاربرد پیدا کرده‌اند. روش جدید و بهبود یافته می‌تواند کارایی این فرایند‌ها را به‌طور چشمگیری افزایش دهد.

منبع: خبرگزاری صدا و سیما

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.iribnews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری صدا و سیما» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۶۸۹۳۸۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

دانشمندان یک «خطای فنی» در لبه کیهان کشف کردند

نظریه معروف اینشتین برای ۱۰۰ سال ستون اصلی فیزیک مدرن بوده و به توضیح چگونگی عملکرد گرانش در زمین و خارج از فضا کمک کرده است. علاوه بر این، مطالعات بی‌شماری در طول سال‌ها صحت این نظریه را ثابت کرده‌اند و تأیید می‌کنند که گرانش بر سه بُعد فیزیکی ما و همچنین بر بُعد چهارم زمان تأثیر می‌گذارد اما به نظر می‌رسد این نظریه در مقیاس‌های بزرگ‌تر با مشکلی جزئی همراه است.

به گزارش ایسنا، رابین ون(Robin Wen)، نویسنده اصلی این پروژه و یکی از فارغ‌التحصیلان ریاضی فیزیک واترلو، در یک مقاله دانشگاهی توضیح می‌دهد: این مدل گرانش برای همه چیز از نظریه‌پردازی مه‌بانگ گرفته تا عکاسی از سیاه‌چاله‌ها ضروری بوده است.

به نقل از اس‌اف، اما وقتی سعی می‌کنیم گرانش را در مقیاس کیهانی، در مقیاس خوشه‌های کهکشانی و فراتر از آن درک کنیم، با پیش‌بینی‌های نسبیت عام به ناسازگاری‌های ظاهری بر می‌خوریم. تقریبا انگار گرانش کاملا با نظریه اینشتین مطابقت ندارد. ما این ناهماهنگی را یک «خطای فنی کیهانی» می‌نامیم. گرانش در مواجهه با فواصل میلیاردها سال نوری حدود یک درصد ضعیف‌تر می‌شود.

این مطالعه که در مجله کیهان شناسی و فیزیک اختر ذرات منتشر شد، این احتمال را بررسی کرد که قدرت گرانش حاکم بر کل جهان(ثابت گرانشی کیهانی) کمی متفاوت از ثابت گرانشی نیوتن است که گرانش را در مقیاس‌های کوچکتر، مانند مدار سیارات اطراف خورشید را کنترل می‌کند.

نیایش افشردی، استاد اخترفیزیک در دانشگاه واترلو می‌گوید: تقریبا یک قرن پیش، ستاره‌شناسان کشف کردند که جهان ما در حال انبساط است.

هر چه کهکشان‌ها دورتر باشند، سریع‌تر حرکت می‌کنند، تا جایی که به نظر می‌رسد تقریبا با سرعت نور حرکت می‌کنند و این حداکثر سرعتی است که نظریه اینشتین اجازه می‌دهد. یافته‌های ما نشان می‌دهد که در همان مقیاس‌ها، نظریه اینشتین نیز ممکن است ناکافی باشد.

بنابراین، چرا دانشمندان چنین ایده‌ای را برای اصلاح نظریه انقلابی اینشتین در نظر می‌گیرند؟ به نظر می‌رسد برخی از نظریه‌های گرانش کوانتومی جایگزین مانند گرانش هوراوا-لیفشیتز به طور طبیعی چنین نقص کیهانی را بین مقیاس‌های بزرگ و کوچک پیش‌بینی می‌کنند. مطالعه جدید یک راه ساده برای پیاده‌سازی این اثر مانند یک پاورقی به مدل استاندارد کیهان شناسی ارائه می‌دهد.

ون و همکارانش یک پارامتر جدید به نام Omega_g معرفی کردند که تفاوت بین ثابت‌های گرانشی کیهانی و نیوتنی را اندازه می‌گیرد. آنها دریافتند که مشاهدات فعلی از ماهواره پلانک که تابش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی را اندازه‌گیری می‌کند، مقدار Omega_g را در حدود منفی ۰.۰۱ یا حدود یک درصد تفاوت در قدرت گرانش در مقیاس‌های کیهانی در مقایسه با مقیاس‌های محلی نشان می‌دهد.

یک Omega_g منفی منجر به گرانش کمی ضعیف‌تر می‌شود و باعث انبساط کیهان در بزرگترین مقیاس می‌شود. این اثر ظریف می‌تواند چند مشکل دیرینه بین مشاهدات مختلف کیهان‌شناسی در مدل استاندارد را کمی کاهش دهد.

ون می گوید: آن را مانند پاورقی برای نظریه اینشتین در نظر بگیرید. وقتی به مقیاس کیهانی رسیدید، شرایط و ضوابط اعمال می‌شود.

افشردی می‌افزاید: این مدل جدید ممکن است اولین سرنخ در معمای کیهانی باشد که ما شروع به حل آن در فضا و زمان کرده‌ایم.

محققان هشدار می‌دهند که وجود یک نقص کیهانی بر اساس داده‌های فعلی هنوز قطعی نیست. اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری از آزمایش‌های آینده که پس‌زمینه مایکروویو کیهانی و توزیع ماده در اعماق فضا را ترسیم می‌کنند، برای تایید یا رد قطعی این شکست بالقوه نسبیت عام در انتهای کیهان مورد نیاز است.

انتهای پیام