تغییر گذشته در کوانتوم ـ ویدیوی مشترک با دان بافت (2)
درهم‌تنیده از کریستال بیرون میاد، فوتونی که از شکاف پایینی خارج میشه هم همینطور.
حالا این دو تا فوتونی که یکیشون از شکاف بالایی اومده یکیشون از شکاف پایینی،
جلوشون یه عدسی قرار میدیم تا به سمت همدیگه منحرفشون کنه.
محل تلاقی این دوتا، یه آشکارساز قرار میدیم به نام آشکارساز ۱ .
این آشکارساز همیشه ترکیب این دو تا فوتونو دریافت میکنه،
پس هیچ شناختی نداره که هر فوتونی که دریافت میکنه از کدوم شکاف اومده.
برای همین، به این عدسی که اینجا قرار دادیم، پاک‌کننده‌ی کوانتومی گفته میشه،
چون درواقع داره اطلاعات مربوط به مسیر حرکت فوتونا رو از بین می‌بره.
حالا میریم سراغ اون دو تا فوتون دیگه که جفت‌های درهم‌تنیده‌ی دو تا فوتون قبلین
برای همین هر اندازه‌گیری که روی یکی از اینا انجام میدیم بلافاصله روی اون یکیم اتفاق میوفته.
جلوی هرکدوم از این دو تا پرتو، یه شکافنده قرار میدیم.
ساختار این شکافنده طوریه که پرتویی که بهش تابیده میشه،
به احتمال ۵۰ درصد ازش عبور میکنه، به احتمال ۵۰ درصدم بازتاب میشه.
تقریبا مثل اینکه یه آینه داشته باشیم که اون جیوه‌اندود پشتش خیلی نازک باشه
برا همین نوری که بهش می‌تابونیم نصفش از آینه رد میشه نصفشو آینه بازتاب میکنه.
این شکافنده‌ها رو طوری قرار میدیم که اون پرتوهایی که بازتاب میشن،
توی یه نقطه به هم برسن.
تو همین نقطه، یه آشکارساز دیگه اضافه می‌کنیم به نام آشکارساز ۴ .
این آشکارسازم مث آشکارساز ۱ هست یعنی اون فوتونی که بهش میرسه رو
نمی‌تونه تشخیص بده که از کدوم شکاف اومده.
یعنی اینجا هم ترکیب دو تا پرتو به عنوان پاک‌کننده‌ی کوانتومی عمل میکنه،
اطلاعات مربوط به مسیر حرکت فوتونا رو پاک میکنه.
اما پرتویی که از شکاف بالایی میاد و از شکافنده‌ای که
جلوشم هست رد میشه، وارد آشکارساز ۲ میشه.
این آشکارساز فرقش با دوتای قبلی اینه که هر فوتونی
که بهش وارد میشه رو دقیقا میتونه تشخیص بده که از کدوم شکاف اومده.
چون سر راهش از پاک‌کننده استفاده نشده.
هر فوتونی که بهش وارد میشه دقیقا میفهمه که این فوتون از شکاف بالایی اومده.
از اون طرفم، پرتویی که از شکاف پایینی میاد و از شکافنده‌ی
جلوش رد میشه، وارد آشکارساز ۳ میشه که اینم باز هر فوتونی که
واردش میشه دقیقا میتونه تشخیص بده که از شکاف پایینی اومده.
زمانی که یه همچین سیستمی رو پیاده می‌کنیم، اتفاقات عجیبی میفته:
وقتی که یه فوتون وارد آشکارساز ۲ میشه، تشخیص میده که این ذره‌س نه موج.
چون دقیقا میدونه که از شکاف بالایی اومده.
از طرفی، جفت درهم‌تنیده‌ی این فوتونم وارد آشکارساز ۱ میشه.
چون جفت درهم تنیده‌ش توی آشکارساز ۲ به عنوان ذره تشخیص داده شده،
اینم بلافاصله به عنوان ذره تشخیص داده میشه.
این از خواص درهم‌تنیدگیه دیگه.
پس توی هردو آشکارساز ۱ و ۲ طرح دو خطی تشکیل میشه که مربوط به ذرات هست.
دقیقا همین اتفاق برای آشکارساز ۳ هم میفته.
یعنی آشکارسازای ۱ و ۳ هردوشون طرح دو خطی رو نشون میدن.
اما در مورد آشکارساز ۴ قضیه فرق میکنه.
وقتی یه فوتون وارد آشکارساز ۴ میشه، داخلش طرح تداخلی بوجود میاد نه طرح خطی.
دلیلش اینه که همونطور که گفتم، پرتوهایی که واردش میشن باهم ترکیب میشن و
دیگه مشخص نیست که اون فوتون از کدوم شکاف اومده.
برای همین به صورت موج در نظر گرفته میشه نه ذره.
در نتیجه جفت درهم‌تنیده‌ی این فوتون هم که وارد آشکارساز ۱ شده،
به عنوان موج تشخیص داده میشه. پس توی هر دو آشکارساز ۱ و ۴ طرح تداخلی تشکیل میشه.
خب تا الان که خیلی چیز غیرقابل فهمی ندیدیم.
یه کم پیچیده هست ولی با یه مقدار تلاش میشه متوجه شد چه اتفاقی داره میفته.
در واقع هروقت که آشکارساز بتونه تشخیص بده که یه فوتون از کدوم شکاف اومده،
اون فوتونو به عنوان ذره تشخیص میده، اما برعکس هربار که نتونه
اینکارو انجام بده، اون فوتونو به عنوان موج تشخیص میده.
اما مساله‌ی اصلی یه چیز دیگه‌س!
اگه دقت کنید می‌بینید که مسیرایی که به آشکارساز ۱
میرن، از اون مسیرایی که به آشکارسازای ۲ و ۳ و ۴ میرن کوتاه‌ترن.
از بین اون دو تا فوتونی که از کریستال خارج میشن و در هم‌تنیده هم هستن،
اونی که وارد آشکارساز ۱ میشه زودتر میرسه از اون یکی.
یعنی همیشه یه فوتون قبل از اینکه توی آشکارسازای ۲ یا ۳ یا ۴
تشخیص داده بشه، توی آشکارساز ۱ تشخیص داده میشه.
مثلا وقتی که یه طرح تداخلی توی آشکارساز ۴ تشکیل میشه،
قبلش همین طرح تداخلی توی آشکارساز ۱ تشکیل شده.
چون گفتم که مسیرش کوتاه‌تره.
اما آشکارساز ۱ چطور فهمیده که باید طرح تداخلی تشکیل بده اونم وقتی که
هنوز جفت در‌هم‌تنیده‌ش، به آشکارساز ۴ نرسیده و اطلاعات مسیرش پاک نشده؟!
یا در مورد آشکارسازای ۲ و ۳ ، چطوری آشکارساز ۱ میفهمه که باید طرح خطی
تشکیل بده اونم وقتی که هنوز اون جفت درهم‌تنیده به این آشکارسازای
۲ و ۳ نرسیده و به عنوان ذره درنظر گرفته نشده.
خب الان یه اتفاق خیلی عجیب افتاده، آشکارساز شماره‌ی ۱
یه جورایی متوجه میشه که قراره در آینده چه اتفاقی توی آشکارساز
۲ و ۳ ویا ۴ بیوفته و در حقیقت نتیجه‌ی آشکارساز ۲ ، ۳ و ۴ که در یک
زمان آینده‌ای اتفاق میوفتن روی آشکارساز شماره‌ی
۱ در زمان قبل تری اتفاق افتاده، تاثیر میذاره.
و در حقیقت آینده‌ی یک سیستمی روی گذشته‌ی همون سیستم
تاثیر گذاشته و این یجورایی در تضاد با کل مفهوم علیته.
حالا اصلا چرا این اتفاق میوفته آیا برای این توضیح درست و درمونی داریم؟
شاید ناامید کننده باشه ولی واقعا هنوز نمی‌دونیم.
یعنی هنوز هنوز فیزیک‌دانا هیچ نظر دقیقی برای این اتفاق ندارن.
ولی این یادتون باشه که این یک آزمایشه که بارها و بارها تکرار شده
و ماها می‌دونیم که این آزمایش درسته و این اتفاق میوفته و حقیقت قضیه اینه.
فقط نمی‌دونیم که چطور این قضیه رو باید تفسیر کنیم.
تفسیرهای متفاوتی برای این قضیه وجود داره:
اولا این اتفاق در مقیاس‌های کوانتومی میوفته و ما هنوز اثباتی
برای این قضیه در مقیاس‌های بزرگ‌تر پیدا نکردیم.
ممکنه که درک زمان و فضا و همه‌ی بحثا در مقیاس‌های کوانتومی متفاوت‌تر از
زندگی روزمره‌ی ما باشه و زمان دو رفتار متفاوت بکنه در این مقیاس
و یا از یه طرف دیگه ما در این آزمایش داریم از ذرات درهم‌تنیده استفاده می‌کنیم
و ممکنه در این حالت خاص هم زمان یه تفسیر دیگه‌ای داشته باشه.
پس حالت اول اینه که زمان در جهان کوانتومی با جهان ما متفاوته.
حالت دوم که شاید یه کمی ترسناک باشه اینه که شاید این قضیه
قابل تعمیم باشه به کل زندگی ما در تمامی ابعاد و اون‌موقع
یه جورایی به این معنیه که خب سرنوشت وجود داره و همه چی
از پیش تعیین شدس ولی این خیلی یحتمل به نظر نمیاد.
از یک طرف دیگه یک سری چیز دیگم که یکمی قاطی به تئوری‌های توطئه
میشه و شاید خیلی مربوط به این قضیه‌ها نباشه ولی یکی از حرفایی که
در مورد این قضیه میزنن اینه که شاید شاید و شاید این داستان برگرده به
این قضیه که جهان ما شبیه‌سازی شدس واین در حقیقت، این ارتباط آینده
به گذشته فقط یک ارور و یک خطاییه در سیستم جهان شبیه‌سازی شده‌ی ما.
این آزمایشم بارهای مختلف در جاهای مختلف انجام شده و همیشه
یک نتیجه رو گرفتن مثلا سال 2015 توی دانشگاه Padua ایتالیا
این کارو کردن و پرتوهارو با لیزر فرستادن به طرف ماهواره‌ها
توی سال 2017 دانشگاه ملی استرالیا این کارو کرده
و از یک طرف دیگه چین و فرانسه نتایج خیلی مشابهی به همین قضیه گرفتن.
این بحث انتخاب تاخیردار، واقعا یکی از عجایب دنیای کوانتومه.
برخلاف نظریه‌ها و فرضیه‌های عجیب غریب زیادی که در مورد
چیزای مختلف هست، بارها امتحان خودشو پس داده و تایید شده.
حتی بعضی از دانشمندا معتقدن که این آزمایش ممکنه بتونه در آینده
شکاف بین دو تا از اصلی‌ترین نظریه‌های فیزیک جدید یعنی کوانتوم و نسبیتو
پر کنه، با همین ایده که اتفاقی که در آینده میوفته میتونه روی گذشته تاثیر بذاره.
ویلر خودش جمله‌ی جالبی داره که میگه:
«ما روی جزیره‌ای زندگی می‌کنیم که توسط دریایی از نادانی احاطه شده.
هرچقدر که جزیره‌ی دانش ما رشد میکنه، به همون نسبتم، سواحل نادانی ما بیشتر میشه.»
اگه از این ویدیو راضی بودی، لطفا لایک فراموش نشه،
در آخرم یادت باشه که مث همیشه، بدون هیچ ترسی سوال بپرس!
