رادارهای کوانتومی و نبردهای آینده
تا اینجا هرچقدر که از دانش کوانتوم صحبت کردیم، مسائل تئوری بود،
اما امروز می‌خوایم یه مقدار وارد بحث عملیش بشیم.
یکی از کاربردهای فیزیک کوانتوم، رادارهای کوانتومی هستن که
از ویژگی درهم‌تنیدگی ذرات کوانتومی برای ردیابی استفاده میکنن.
توی این ویدیو، مونا هم همراه ماست تا
اطلاعات خوبشو درباره‌ی رادار، با ما به اشتراک بذاره.
مونا صاحب کانال اسپارمیان هست که ویدیوهای علمی مفیدی توی کانالش
منتشر می‌کنه، پیشنهاد می‌کنم عضو بشید و از ویدیوهای خوبش استفاده کنید.
خب قبل از اینکه بریم ببینیم که رادار کوانتومی چیه، بریم ببینیم اصلا خود رادار چیه؟
چطوری کار می‌کنه؟ و ایراداتش چی بود که ما به فکر ساختن نوع کوانتومیش افتادیم.
رادار اولین بار توی جنگ دوم جهانی ساخته شد برای تشخیص تجهیزات جنگی مثل هواپیماها و
و کشتی‌ها مثلا، که بعد مثل خیلی از فناوری‌هایی که دلیل ساختشون جنگ بود
توی فعالیت‌های غیرنظامی ازشون استفاده شد بعدا،
مثل مثلا کشتی‌رانی، هوافضا و خودروهای خودران.
حالا بهتون بگم که رادار چطوری کار می‌کنه.
رادار کارش خیلی ساده‌ست اینطوریه که یه فرستنده‌ایه
که یسری امواج رادیویی رو به یه محدوده‌ی مشخصی می‌فرسته.
این امواج میرن و به یسری اجسام خاص مثلا مثل هواپیما برخورد میکنن.
وقتی که برخورد میکنن یه مقدارشون بازتاب میشه و برمیگرده،
به سمت چی؟ به سمت جایی که ازش اومدن.
تو سمت گیرنده یه آنتنی هست که آنتن گیرنده‌ست.
توش یه پردازنده‌ایه که این پردازنده می‌تونه تشخیص بده براساس این فاصله‌ای که
این امواج رفتن، برخورد کردن و برگشتن این جسمه تا رادار چقدر فاصله داره.
به جز اون می‌تونن مثلا جهت حرکت و حتی سرعتش رو هم تشخیص بدن
و نکته‌ی جالبش اینه که شرایط جوی روی این اصلا تاثیری نداره
یعنی توی باد، بارون، مه غلیظ هم می‌تونن کار خودشون رو انجام بدن.
چرا، چونکه از امواجی استفاده میکنن که طول موج بلندتری داره
مثل امواج رادیویی، الکترومغناطیس و فروسرخ.
اما این نوع رادارها به جز تمام خوبی‌هایی که دارن،
یسری اشکالاتی داره که باعث شده که استفاده از اونها خیلی بهینه نباشه.
ایراد اولش اینه که خیلی دقیق نیستن، یعنی یه جسم بزرگی مثل هواپیما رو
در این حد تشخیص میده که یه نقطه‌ی متحرکه که داره حرکت می‌کنه، حالا می‌تونه
با استفاده از یسری پارامترها مثل سرعت، قدرت سیگنال بتونه تا حدودی تشخیص بده
اما اون هم خیلی دقیق نیست و دچار اشتباه می‌تونه باشه.
مورد دوم، یعنی ایراد دومش اینه که مثل یه چاقوی دو لبه‌ست
وقتی که یه رادار میاد یه کشتی رو تشخیص میده و می‌بینتش اون کشتی هم
می‌تونه رادار رو ببینه و خوب می‌تونه بزنه و نابودش بکنه.
چرا؟ چونکه امواج رادار خیلی امواج قابل شناسایی هستن مثل اینه که
شما با یه چراغ‌قوه توی محیط تاریک دنبال یه نفر بگردید و وقتی اون آدمو پیدا می‌کنید
و نور چراغ‌قوه روی اون آدم میوفته، اون آدمه رو شما می‌بینید و اون آدمه هم شما رو می‌بینه
که این خیلی ایراد بزرگیه. اما ایراد سومش چیه؟
درمورد هواپیماهای رادارگریزه که رادارها نمی‌تونن تشخیص‌شون بدن.
دلیلش هم اینه که توی اونها سیستمی وجود داره که می‌تونه از دید رادار مخفی بشه.
چطوری؟ این طوری که اون پرتوهایی که از رادار میاد به سمت این‌ها،
این‌ها یه مقدار خیلی زیادیش رو جذب میکنن و پراکنده میکنن،
حالا اون یه مقدار خیلی کمی که برمیگرده به سمت اون آنتن گیرنده انقدر ناچیزه
که نمی‌تونه اندازه‌ی دقیق این‌هارو تشخیص بده و ببینه که چیه.
این ایرادات باعث شد در کنار تمام خوبی‌هایی که رادارها داشتن به این نتیجه برسیم
که ما باید یه چیز جایگزینی براش پیدا بکنیم که اون جایگزینه، رادارهای کوانتومی بودن.
ایده‌ی اصلی رادار کوانتومی از مفهوم درهم‌تنیدگی کوانتومی
استفاده می‌کنه که توی ویدیوهای قبلی درباره‌ش صحبت کردم.
دو تا ذره‌ی کوانتومی مثل فوتون یا اتم یا ذرات داخل اتم، می‌تونن طوری به هم
وابسته بشن که حتی با وجود فاصله‌های خیلی زیاد، روی همدیگه اثر بذارن.
یکی از مثال‌هایی که برای توصیف درهم‌تنیدگی استفاده میشه اینه:
یه جفت دستکش داریم، میذاریمشون داخل دو تا جعبه‌ی جدا،
یکیشو مثلا می‌فرستیمش استرالیا، یکیشو می‌فرستیم آلمان.
وقتی جعبه‌ای که داخل آلمانه باز بشه و ببینن دستکش دست راست توشه،
بلافاصله مشخص میشه که اونی که استرالیاست مال دست چپه.
یعنی یه ارتباطی بین این دوتا هست که وقتی ویژگی‌های یکیشون رو
می‌فهمیم ویژگی‌های اون یکی هم بلافاصله مشخص میشه.
حالا رادار کوانتومی چه جوری از این خاصیت استفاده می‌کنه؟
اول بگم که کلیاتشو می‌دونم ولی اینکه دقیقا توی هر مرحله چه اتفاقی
میفته رو نمی‌دونم، چون هم خیلی جدیده، یعنی هنوز یه نمونه‌ی کاملی ازش ساخته نشده که
تایید شده باشه، هم اینکه چون یه موضوعیه که خیلی از نظر امنیتی و نظامی مهمه،
اون دولت‌هایی هم که ممکنه فناوری‌شو داشته باشن
زیاد مایل نیستن ازش صحبت کنن یا جزییاتش رو منتشر کنن.
کلیت کار اینه که یه منبعی داریم که پرتوهای مایکروویوی تولید می‌کنه که
ذراتش یا همون فوتون‌هاش درهم‌تنیده شدن، یعنی دو دسته
امواج الکترومغناطیس تولید می‌کنه که درهم‌تنیده شدن.
پرتوهای دسته‌ی اول که بهشون میگن پرتوهای بیکار (Idler)،
همونجا توی یه حلقه حبس میشن، اما پرتوهای دسته‌ی دوم که بهشون میگن
پرتوهای سیگنال (Signal)، مثل رادارهای معمولی، از طریق یه فرستنده منتشر میشن.
این پرتوهای سیگنال وقتی که به یه جسمی توی هوا برخورد میکنن،
درهم‌تنیدگیشون با اون پرتوهای بیکار از بین میره و یه مقدار تغییر میکنن.
وقتی که این پرتوها از سطح جسم بازتاب میشن و از طریق آنتن گیرنده
دریافت میشن، با پرتوهای بیکار مقایسه‌شون میکنن.
از طریق همین مقایسه‌ها و اندازه‌گیری‌ها تصاویری به دست میاد
که نسبت به رادارهای معمولی خیلی جزییات بیشتری داره.
یعنی حتی مدل هواپیماها رو میشه از روی شکلش تشخیص داد
که این باعث میشه اشتباهاتش خیلی کمتر بشه.
مزیت دیگه‌ش اینه که نسبت به رادارهای معمولی،
انرژی خیلی کمتری از خودش منتشر می‌کنه.
یعنی شناسایی محل رادار برای طرف مقابل سخت‌تر میشه.
باز همین دقت بالا و ویژگی‌های دیگه‌ای که داره باعث میشه
هواپیماهای رادارگریز شانس کمتری برای مخفی موندن داشته باشن.
اگه این رادارها به طور کامل ساخته بشن و اونطور که ادعا میشه،
بتونن هواپیماهای رادارگریز رو پیدا کنن،
احتمالا برتری این پرنده‌های مخفی‌کار دیگه از بین میره.
برای همینه که این موضوع از نظر امنیتی و نظامی اهمیت خیلی بالایی داره.
هنوز هیچ نمونه‌ی کاملی از رادار کوانتومی ساخته نشده،
اما نمونه‌های آزمایشگاهی تا حدود زیادی تونستن موفق باشن.
البته چین اعلام کرده که این فناوری رو به دست آورده اما بعضی از افرادی که
تو این زمینه تخصص دارن معتقدن که چینی‌ها بلوف زدن
چون ساختنش چالش‌های خیلی بزرگی داره که بعیده به این زودی‌ها بشه حلشون کرد.
یه عده‌ی دیگه هم نظرشون اینه که رادار کوانتومی در مقابل هواپیماهای رادارگریز
همچنان کار زیادی نمی‌تونه بکنه، مزیت اصلیش همون دقت بالاشه.
به هر حال باید منتظر باشیم ببینیم که کِی ساخته میشه، چه‌جوری ساخته میشه،
چه تاثیری روی معادلات نظامی و سیاسی دنیا میذاره.
چون وقتی که شما یه همچین ابزار قدرتمندی در اختیار داشته باشی،
خیلی از روابطت با کشورهای دیگه عوض میشه.
کار با ذرات تو مقیاس کوانتومی، یعنی اندازه‌های خیلی ریز،
سختی‌های خیلی زیادی داره، اما در عوض قدرت زیادی هم به ما میده،
مثل همین رادارهای کوانتومی، یا کامپیوترهای کوانتومی.
هر روز هم داره استفاده‌های بیشتری پیدا میشه برای خواص عجیب و غریب
دنیای کوانتوم، یعنی وارد یه عصر ابزارهای کوانتومی میشیم که می‌تونه
دنیای ما رو جوری تغییر بده که دیگه هیچوقت مثل قبل نشه.
شما هم لطفا نظر خودتونو توی کامنت‌ها بنویسید،
تا ویدیوی بعدی یادت باشه که بدون هیچ ترسی سوال بپرس!
