آیا زن چیزی جز وطن است؟

اصلاحیات و توضیحات آزمایش پاک‌کن کوانتومی☝️

متوجه شدم که در پیام بالا گفتید فوتون ذره است! درواقع فوتون به عنوان یک ذره و یک موج در نظر گرفته می‌شود!
و چرا فیلتر عمودی و افقی جلوی شکاف‌ها قرار می‌دهیم؟ برای اینکه وقتی که فیلتر عمودی و افقی جلوی شکاف‌ها قرار داده می‌شود، فوتون به شکل ذره به دیتکتور می‌رسد. این یعنی این که در این حالت خصوصیات ذره‌ای فوتون بر جای می‌ماند و خصوصیات موجی آن نادیده گرفته میشه! حال، ما برای نشان دادن خصوصیات موجی فوتون، یک فیلتر سوم که فیلتر ۴۵ درجه است جلوی دیتکتور می‌گذاریم. با استفاده از فیلتر ۴۵ درجه، پلاریزاسیون نور تغییر می‌کند و فوتون به شکل موج به دیتکتور می‌رسد.

درواقع فیلتر ۴۵ درجه به صورت یک فیلتر پلاریزه کننده عمل می‌کند. این فیلتر قادر هست که پلاریزاسیون نور را تغییر بده و به این صورت عمل کنه که نور ورودی را به دو بخش عمود بر هم تجزیه کند. یکی از این بخش‌ها با پلاریزاسیون عمود بر فیلتر، از فیلتر عبور می‌کنه و به دیتکتور میرسه، در حالی که بخش دیگه با پلاریزاسیون موازی با فیلتر، توسط فیلتر حذف میشه! همه‌ی اینها برای مکانیزم ابزار تشخیصی فیلتر برای بررسی خواص کوانتومی فوتونهاست. موفق و موید باشید بزرگوار.

آزمایش پاک کن کوانتومی چه می‌خواهد بگوید؟
.
Quantum Eraser Experiment | مطالعه‌ی بیشتر
.
آزمایش پاک کن هم دوباره نقش اندازه‌ گیری و اندازه‌ گیرنده را در آزمایش‌های کوانتومی نشان می‌دهد. منتهی به یک شکل آشکارتر و گویاتر. وقتی آن دوتا فیلتر عمودی و افقی را جلوِ شکاف ها می‌گذاریم، معنی‌اش این است که به فوتون می‌گوییم به شکل ذره دربیاید. و فوتون به شکل ذره در می‌آید. آن وقت می‌خواهیم این چیزی را که از فوتون خواسته بودیم، لغو کنیم. یا به عبارت دیگر، می‌خواهیم آن نقشمان را، که عبارت بود از این که از فوتون بخواهیم به شکل ذره ظاهر شود، پاک کنیم. می‌خواهیم بهش بگوییم حالا دیگر به شکل ذره ظاهر نشو.
به این صورت می‌گوییم: می‌آییم یک فیلتر سوم، که فیلتر ۴۵ درجه است جلو صفحه حساس یا دیکتتور می گذاریم. فوتون هم تا این را می‌بیند دیگر به شکل ذره ظاهر نمی‌شود، بلکه به شکل موج ظاهر می‌شود.

Channel: @quantum_by_sedighi
Bot: @physics_sedighi_bot

کل مسئله تا اینجا به قدر کافی عجیب هست. این که یک فوتون ۴۵ درجه هم چیزی مثل گربه شرودینگر می‌تواند باشد، خودش کم عجیب نیست. اما مسئله آنگاه عجیب تر می شود که بیاییم جلو صفحه حساس، یک فیلتر دیگر، یک فیلتر ۴۵ درجه، بگذاریم. حالا آزمایش را از اول مرور می‌کنیم. جلو شکاف چپ یک فیلتر عمودی است. جلو شکاف راست یک فیلتر افقی است. یک فوتون ۴۵ درجه را، که الان دیگر می‌دانیم تا قبل از گذشتن از یکی این شکاف‌ها هم افقی است هم عمودی، به طرف آن شکاف‌ها می‌فرستیم. می‌دانیم که فقط از یکی از آنها خواهد گذشت. یعنی بعد از گذشتن از یکی از اینها دیگر از آن حالت قبلیش، که هم افقی بود هم عمودی، در خواهد آمد. به طوری که یا افقی خواهد شد یا عمودی. حال این فوتون می‌آید دوباره از یک فیلتر ۴۵ درجه می‌گذرد. یعنی دوباره فوتونی می شود ۴۵ درجه. آیا ممکن است دوباره همان فوتون اولی شود؟ هم افقی بشود هم عمودی؟ به عبارت دیگر، دوتا فوتون بشود؟ دقیقاً همین اتفاق می‌افتد. فوتون ۴۵ درجه‌مان که با گذشتن از یکی از فیلترهای اولی عمودی یا افقی می‌شد و به صورت ذره ظاهر می‌شد، حالا دوباره که ۴۵ شد، شروع می‌کند با خودش تداخل کردن. مثل فوتونی می‌شود که انگار از دو شکاف گذشته. یا مثل فوتونی می‌شود که انگار در عینِ یکی بودنش دوتاست! ضمناً این فیلتر سوم، یا فیلتر فیلتر ۴۵، که اندازه‌گیرمان را بی‌اثر یا پاک کرد، اسمش پاک کن کوانتومی است.
Channel: @quantum_by_sedighi
Bot: @physics_sedighi_bot

آزمایش دوشکاف با نور پلاریزه - ۲
.
«برای مطالعه مجدد یادداشت قبلی¹، اینجا کلیک کنید»
.
وقتی آزمایش دو شکاف را با فوتون پلاریزه انجام می‌دهیم، و جلوی یکی از شکاف‌ها یک فیلتر عمودی می‌گذاریم و جلوی شکافِ دیگر یک فیلتر افقی، مثل این است که در آزمایش دو شکافِ معمولی‌مان یکی از شکاف‌ها را می‌بندیم و آن را فقط با یک شکاف باز انجام می‌دهیم. یعنی کاری می‌کنیم که فوتون فقط از یک شکاف بتواند بگذرد و نه از هر دوی آنها. بنابراین مثل این است که از فوتون می‌خواهیم خودش را به شکل ذره برای ما ظاهر کند. فیزیکدان‌ها اسم این را گذاشته‌اند اندازه‌گیری.
حالا در آزمایش‌مان، که جلو شکاف چپ یک فیلتر عمودی هست و جلو شکاف راست یک فیلتر افقی، فوتون‌هایی با پلاریزاسیون ۴۵ درجه می‌فرستیم. چه خواهد شد؟ آزمایش نشان می‌دهد هر وقت که این فوتون خود را به صفحه حساس برساند، تقریباً در ۵٠% موارد از شکاف راست می‌آید، و در ۵٠% از شکاف چپ. یعنی انگار این فوتون دوتا فوتون است! یک فوتون که افقی است و یک فوتون که عمودی. بنابراین گاهی به شکل افقی‌اش رد می‌شود، گاهی به شکل عمودی‌اش. اما نکته مهم این است که در این آزمایش هیچ گاه الگوی تداخل را روی صفحه نمی‌بینیم؟ چرا؟
چون همچنان که گفتم، آن دوتا فیلتری که جلو شکاف ها گذاشته‌ایم، مثل این است که به فوتون می‌گوییم فقط از یکی از این دو شکاف می‌توانی بگذری. یا باید افقی بشوی و از شکاف راست بگذری، یا عمودی بشوی و از شکاف چپ بگذری. فوتون هم همین کار را می‌کند. مثل این است که فوتون ۴۵ درجه چیزی مثل گربه شرودینگر است. گربه شرودینگر تا ما نگاهش نکرده‌ایم، هم زنده است هم مرده. اما نگاهش که می‌کنیم، آن وقت دیگر یا زنده است یا مرده. فوتون ۴۵ درجه هم تا از فیلتر افقی یا عمودی نگذشته است هم افقی است هم عمودی. اما وقتی خواست از یکی از اینها بگذرد فقط یکی از آنها خواهد شد. اگر خواست از فیلتر افقی بگذرد، آنگاه دیگر عمودی دیگر نیست. فقط افقی است. یا اگر خواست از عمودی بگذرد، آنگاه دیگر افقی نیست. فقط عمودی است. ضمناً تصویری هم که روی صفحه حساس ایجاد می‌شود، همان تصویری است که وقتی ایجاد می‌شود که فوتون فقط از یک شکاف می‌گذرد، نه از دو شکاف. یعنی تصویری است از مجموعه نقطه‌ها که نشان می‌دهد فوتون به صورت ذره ظاهر شده است.
Channel: @quantum_by_sedighi
Bot: @physics_sedighi_bot

اعضای جدید همگی خوش آمدید. امیدوارم با یادداشت‌ هایی که در اینجا قرار میدم، بتونم حتی به مقدار هرچند اندک، به بار علمی تمام شما عزیزان اهل علم اضافه کنم.
موفق و موید باشید. - ارادتمند شما عرفان صدیقی.

حالا فوتون‌ها را یکی یکی به آن صفحه‌ی کاغذ، که آن محورهای X و Y را رویش رسم کرده‌ایم شلیک می‌کنیم. هر کدام از فوتون‌هامی‌روند درست به محل تقاطع این دوتا محور می‌خورند. حالا در این نکته باید خیلی دقت کنیم. می‌دانیم که هر کدام از این فوتون‌ها یک موج هم ضمن حرکتشان در فضا ایجاد می‌کنند. موج هم می‌دانیم چیزی است که نوسانی دارد. آنچه برای ما مهم است «جهت»ِ این نوسان است. آزمایش ها نشان داده است بعضی فوتون‌ها، همین طور که دارند می‌روند و موجی هم ایجاد می‌کنند، جهتِ نوسانِ این موج از بالا به پایین است. یا می‌توانیم بگوییم از پایین به بالاست. فرقی نمی‌کند. بعضی‌های دیگر هم نوسان موجشان از چپ به راست است. یا از راست به چپ است. باز هم فرقی نمی‌کند. بعضی‌های دیگر هم نوسان موجشان کجکی است. آن‌هایی که جهت نوسانشان از بالا به پایین است، یعنی نوسانشان می‌رود بالا و می‌آید پایین، این بالا و پایین رفتنش روی محور X خواهد بود. آن‌هایی هم که از چپ به راست، یا از راست به چپ نوسان می کنند، این چپ و راست رفتنشان روی محورY خواهد بود. بقیه که کجکی نوسان می‌کنند، روی خط‌هایی نوسان خواهند کرد که بین محور X و محور Y می‌افتند. مثلاً روی خطی که زاویه‌ی بین محور X و محور Y را به دو قسمت مساوی تقسیم می‌کند و با هر یک از آن‌ها زاویه‌ی ۴۵ درجه می‌سازد. یا مثلاً روی خطی دیگر بین محور X و محور Y می‌افتد و مثلاً با X زاویۀ ٣٠ درجه می‌سازد. و الی آخر.

Channel: @quantum_by_sedighi
Bot: @physics_sedighi_bot