آرون او کانال: ایجاد احساس ازیک شئی قابل مشاهده کوانتومی

این بازنمودی از مغز شماست و مغز شما میتواند به دو بخش تقسیم شود. در اینجا نیمه چپ، سمت منطقی است، و سپس نیمه سمت راست، که حسی است. خوب اگر ما مقیاسی برای اندازه گیری استعداد هر یک از نیم کره را داشتیم، می توانیم مغزمان را رسم کنیم. برای مثال، این میتواند فردی که کاملا" منطقی است ، باشد. و این می تواند فردی که کاملا" حسی است، باشد. خوب در کجا مغزتان را قرار می دهید؟ شاید برخی از ما یکی از اینها را بشکل افراطی انتخاب کنیم، اما من فکر می کنم برای بیشتر مخاطبان در اینجا، مغز شما چیزی شبیه این است-- با استعداد بالایی در هر دو نیم کره به طور همزمان. آنها مانعه الجمع نیستند. شما می توانید منطقی و حسی باشید.
خوب من خودم را یکی از این افراد، همراه با بسیاری از فیزیکدانان دیگر کوانتومی تجربی ، مطرح می کنم که نیاز به خوب منطقی فکر کردن دارند برای به هم زدن این نظریات پیچیده. اما به طور همزمان، ما نیاز به خوب حس کردن هم داریم در واقع برای ایجاد آزمایشات کاری. چگونه ما این بصیرت را گسترش می دهیم؟ما علاقه داریم که با اشیائ بازی کنیم. خوب ما میرویم بیرون و با آنها بازی می کنیم، و سپس می بینیم آنها چگونه عمل می کنند سپس ما حس مان را از آنها گسترش می دهیم. و واقعا" شما همین کار را می کنید.
بعضی از حس های شما که شاید در طی سالها گسترش یافته باشند چیزی است که تنها، در یک مکان در یک زمان است. منظورم این است، شاید به نظر عجیب باشد فکر کردن درباره یک چیز که همزمان در دو مکان متفاوت باشد، چون شما با این مفهوم متولد نشدید که آن را گسترش دهید. به خاطر می آورم که مشغول تماشای کودکی که در یک مخل توقف خودرو بازی می کرد بودم او نوپا بود و خیلی خوب راه نمی رفت، و مرتبا" زمین می خورد اما من شرط می بندم که بازی در این محل توقف خودرو درس واقعا" ارزشمندی به او داد، و اینکه چیزهای بزرگ به شما اجاره نمی دهند که به عقب آنها برسید، اگر آنها در یک مکان بمانند.
این یک مدل مفهومی بزرگی از جهان است، مگر اینکه شما یک فیزیکدان ذرات باشید. این یک مدل وحشتناک برای فیزیکدان ذرات است. زیرا آنها با محل توقف خودر بازی نمی کنند، آنها با ذرات کوچک عجیب بازی می کنند. و وقتی آنها با ذرات کوچکشان بازی می کنند، متوجه می شوند که آنها (ذرات) همه نوع کارهای واقعا" عجیب را انجام می دهند.-- مانند اینکه آنها میتوانند درست به طرف دیوار پرواز کنند، یا آنها می توانند در دو مکان مختلف در یک زمان باشند. و تمامی این مشاهدات را مینویسند، این را تئوری مکانیک کوانتومی می نامند.
این جاییست که فیزیک در چند سال گذشته بود ; شما به مکانیک کوانتومی نیاز داشتید برای توضیح یک ذره خیلی کوچک. اما شما برای توضیح اشیاء بزرگ که روزانه اطراف ما هستند ، به آن نیازی نداشتید واقعا این برای من قابل لمس(حس) نبود، و شاید به این دلیل که من با ذرات اغلب بازی نمی کنم. خوب،من گاهی با آنها بازی می کنم، اما نه اغلب اوقات من هرگز آنها را ندیدم منظورم این است، هرگز کسی آنها را ندید. اما من با وجه منطقیم هم با آن راحت نبودم. زیرا اگر همه چیز از ذرات ریز تشکیل شده وهمه این ذرات ریز از ماشین کوانتوم متابعت کنند، سپس نباید تنها از مکانیک کوانتوم متابعت کنند؟ من هیچ دلیلی برای اینکه ، چرا نباید نمی دیدم. می توانستم درباره همه چیز احساس بهتری کنم اگر میتوانستیم به شکلی نشان دهیم که همه اشیاء از مکانیک کوانتوم تابعیت می کنند. چند سال پیش، برای انجام این برنامه ریزی کردم.
من یک (ماشین) را ساختم. این اولین شیئ هست که شما می توانید ببینید که یک مکانیک کوانتومی انطباقی بوده است. چیزی که ما دراینجا به دنبالش هستیم یک تراشه کوچک کامپیوتری است. شما یک جورهایی می توانید این نقطه سبز را در وسط این ببینید این قطعه فلزی است که فصد دارم برای یک دقیقه راجع به آن صحبت کنم. این عکسهای پروژه است. اینجا کمی بزرگنایی کردم. ما دقیقا به مرکز نگاه می کنیم. سپس در اینجا یک بزرگنمایی واقعا نزدیک از این قطعه کوچک فلز است. چیزی که ما به آن نگاه می کنیم یک قزعه کوچک قلز است، و به شکل تخته غواصی درآمده و و به دیوارها چسبیده است. من این را ساختم نزدیک به روشی که شما تراشه کامپیوتر را می سازید. رفتم در یک اطاق تمیز با یک ویفرسیلیکون تازه، سپس من برای مدت ١۰۰ ساعت همه ماشین های بزرگ را خم کردم. آخرین چیزی که من باید ماشین خودم را می ساختم--- ساخت این چاله شبیه استخر زیر دستگاه بود. این دستگاه توانایی در انطباق کوانتومی دارد ، اما نیاز به کمی کمک برای انجام آن دارد.
اجازه دهید در اینجا مثالی بیاورم.. چگونه احساس ناراحتی در آسانسور شلوغ می کنید؟ منظورم این است که وقتی من در آسانسور تنها هستم، من همه کارهای عجیب را انجام می دهم، اما وقتی مردم سوار می شوند انجام این کارها را متوقف می کنم، زیرا من نمی خواهم آنها را آزار دهم، یا صادقانه بگویم بترسانمشان. خوب مکانبک کوانتومی می گوید که اشیاء بی جان حسی مشابه دارند. مسافران برای اشیاء بی جان تنها مردم نیستند بلکه همچنین این نور درخشان بر روی آن و وزش باد بر روی آن و گرمای اتاق هم هستند. و بنابر این ما می دانستیم، اگر ما می خواهیم بینیم آیا این قطعه فلز رفتار مکانیک کوانتومی می کند، می بایست تمامی مسافران را بیرون می ریختیم.
خوب این چیزی است که ما انجام دادیم. ما چراغها را خاموش کردیم، و سپس هوا را مکیده و خلاء ایجاد کردیم، و بعد آن را سرد کردیم کمی بالاتر از کسری از یک با صفر مطلق. حال، تنها در آسانسور این قطعه کوچک فلزی حالا آزاد است که هر کاری که می خواهد بکند. ما حرکات را اندازه گیری کردیم. و فهمیدیم که به شیوه ای واقعا" عجیبی در حال حرکت است. به جای اینکه کاملا" ساکن باشد، در ارتعاش بود. و روشی که در ارتعاش بود مانند تنفس کردن-- مثل انبساط و انقباض ریه ها بود. با زدن ضربه ملایمی به آن، ما قادر شدیم که به طور همزمان آن را مرتعش و نامرتعش(ثابت) کنیم--- چیزی که فقط با مکانیک کوانتومی مجاز است.
خوب چیزی که من دارم برایتان می گویم حقیقتا بی نظیر است چه معنیی می دهد که یک چیز در یک زمان هم مرتعش و هم نامرتعش (ثابت) باشد بگذارید به اتم فکر کنیم. یک مورد: تریلونها اتم این قطعه فلز را ساخته اند کنار هم ساکن قرار گرفته اند و در همان زمان همه آن اتمها به طرف بالا و پائین حرکت می کنند. تنها در زمان بسیار دقیقی و آنها با هم همردیف می شوند. بقیه زمان آنها به همریخته و نامنظم هستند. بدین معنی که هر اتم هم زمان در دو مکان مختلف است، که این همهء این تکه فلز تعمیم می باید که در دو مکان مختلف باشند. فکر کنم که این واقعا خیلی جالبه. ( خنده تماشاگران) واقعا".
( تشویق تماشاگران)
برای انجام این کار، این ارزش را داشت که خودم را درهمه این سالها در یک اطاق پاکیزه مبحوس کنم . زیرا، این انجام شد. تفاوت در مقیاس بین یک واحد اتم و یک قطعه فلز تقریبا" مشابه تفاوت بین این قطعه فلز با شماست. بنابر این اگر یک واحد اتم بتواند در یک زمان در دو مکان مختلف باشد، این قطعه فلز هم می تواند در دو مکان باشد، و چرا شما نباشید؟ (در دو مکان مختلف در یک زمان) منظور این است که ، من فقط از دید منطقی صحبت کردم. خوب تصور کنید اگر شما در چندین مکان بطور همزمان باشید، این چگونه می شود؟ چگونه آگاهی شما با بدنتان که در فضا نامتمرکز و به نامنظم است رفتار می کند؟
بخش دیگری از داستان وجود دارد. وقتی ما آن را گرم کردیم، و چراغها را روشن و به داخل جعبه نگاه کردیم، دیدیم که فلز هنوز به شکل فطعه آنجاست خوب من می بایست این شهود جدید را گسترش می دادم، به نظر می رسد که مثل همه اشیاء داخل آسانسور واقعا فقط اشیاء کوانتومی هستند که در داخل یک فضای کوچک محفوظ شده اند.
شما بحثهای زیادی را درباره اینکه چگونه مکانیک کوانتومی می گوید که همه چیز را با هم مرتبط است را شنیده اید. خوب این خیلی هم درست نیست : بیشتر از این هست این ارتباطات، ارتباطات شما با همه چیزهای اطراف شماست، که دقیقا" تعریفی از شماست. و این ژرفای عجیب بودن مکانیک کوانتومی است.
( سپاسگزارم)
(تشویق تماشاگران)