متنوع

هل يمكن للمستقبل أن يؤثر على الماضي؟ توضح تجارب الفيزياء هذه كيف

هل يمكن للمستقبل أن يؤثر على الماضي؟ توضح تجارب الفيزياء هذه كيف

نعلم جميعًا أن العالم الكمي غريب ، ولكن ما مدى غرابة أن المستقبل يمكن أن يؤثر على الماضي؟

اللاحتمية هي حقيقة أنه في ميكانيكا الكم ، بغض النظر عن مقدار ما تعرفه عن الجسيم الكمومي ، لا يمكنك التنبؤ بحالته الكمومية حتى تقيسه. بدلاً من ذلك ، ما توفره ميكانيكا الكم هو الاحتمالات الإحصائية لحالة معينة.

وأفضل ما يمكن تلخيصه هو قطة شرودنجر الشهيرة في صندوق ، الموجود في ملف تراكب، على قيد الحياة وميت ، حتى يتم فتح الصندوق.

حالة الجسيم ليست مجهولة فحسب ، إنها كذلك حقًا غير محدد حتى يتم قياسه. إن عملية القياس نفسها هي التي تجبر الجسيم أو القط على الانهيار إلى حالة محددة.

التجربة الأولى

في تجربة أجريت عام 2015 في جامعة واشنطن في سانت لويس ، قام فريق بتبريد دائرة بسيطة فائقة التوصيل إلى ما يقرب من الصفر المطلق بحيث دخلت الفضاء الكمومي. ثم استخدموا مستويي الطاقة السفليين لهذا Qubit - الحالة الأساسية والحالة المثارة - كنموذج نظام الكم.

تنص القواعد الغريبة لميكانيكا الكم على أنه بين هاتين الحالتين ، يوجد عدد لا حصر له من الحالات الكمومية التي هي تراكب أو توليفات للأرض والحالات المثارة.

ثم قام الفريق بما يسمى القياس "القوي" ، والذي دفع الكيوبت إلى حالة أو أخرى من الحالتين ، لكن العلماء أخفوا نتيجة هذا القياس عن أنفسهم.

ثم قاموا بقياس "ضعيف" ، أو خارج الرنين ، عن طريق وضع الكيوبت داخل صندوق وإرسال عدد قليل من فوتونات الميكروويف ، التي تتفاعل مجالاتها الكمومية مع الدائرة فائقة التوصيل. عندما خرجت الفوتونات من الصندوق ، كانت تحمل معلومات حول النظام الكمومي ، ولكن بشكل حاسم ، لم تزعج الكيوبت.

50-50 تخمينًا مقابل 90-10 تخمينًا

ثم حاول الفريق تخمين النتيجة الخفية للقياس القوي.

بالحساب إلى الأمام في الوقت المناسب ، استخدموا معادلة Born التي تعبر عن احتمال العثور على النظام في أي من الحالتين ، وكانت تخميناتهم 50-50.

ثم قاموا بحساب الزمن إلى الوراء عن طريق قلب المعادلات ، وحصلوا على ما أطلقوا عليه توقع الإدراك المتأخر ، أو "الاستدراك". عندما قاموا بتحليل عمليات إعادة الإعادة ، كانت تخميناتهم دقيقة بنسبة 90٪ عند التحقق منها مقابل نتيجة القياس المخزن.

ذات صلة: الباحثون يعكسون تدفق الوقت على جهاز كمبيوتر كمي

تضمنت الحالة الكمومية المقاسة بطريقة ما معلومات من المستقبل وكذلك الماضي. هذا يشبه ما تفعله اليوم لتغيير ما فعلته بالأمس.

إنه ليس "عملًا مخيفًا عن بعد" كما أطلق عليه أينشتاين اسم التشابك الكمي ، إنه عمل عصبي في وقت واحد، ولها آثار هائلة على كل من الوقت نفسه والسببية.

أحد هذه الآثار هو أنه في العالم الكمي ، يمتد الزمن إلى الوراء وإلى الأمام ، أو أن هناك تناظرًا زمنيًا.

وهذا يعني أن "سهم الوقت" هو في الواقع سهم برأسين. قال قائد الفريق كاتر مورتش: "ليس من الواضح لماذا في العالم الحقيقي ، العالم يتكون من العديد من الجسيمات ، الوقت يمضي قدمًا فقط والأنتروبيا تزداد دائمًا."

التجربة الثانية

في تجربة نُشرت في 25 مايو 2015 ، في فيزياء الطبيعة، أرسل العلماء في الجامعة الوطنية الأسترالية ذرة واحدة عبر مسار عبر شبكة شكلتها أشعة الليزر. هذا مشابه للشبكة الصلبة المستخدمة في تجربة الشق المزدوج المعروفة والتي تعرض طبيعة الموجة والجسيمات المزدوجة للضوء.

في تجربة الجامعة الوطنية الأسترالية ، إذا تصرفت الذرة كجسيم ، فسوف تنتقل في خط مستقيم ، ولكن إذا تصرفت مثل الموجة ، فإنها ستنتج نطاقات التداخل.

ثم أضاف العلماء شبكة ليزر ثانية بشكل عشوائي.

عندما كانت الشبكة الثانية موجودة ، خلقت الذرات نمط التداخل. عندما لم يكن هناك ، تصرفوا مثل الجسيمات وسافروا في مسار واحد. ومع ذلك ، تم تحديد ما إذا كان قد تم إضافة الشبكة الثانية فقط أم لا بعد كانت الذرة قد نجحت في المرور عبر الشبكة الأولى.

في الحالات التي تم فيها إضافة الشبكة الثانية ، تتصرف الذرات مثل الأمواج قبل تمت إضافة صر الثانية.

لاحظ مؤلف الدراسة أندرو تروسكوت أن "حدثًا مستقبليًا يجعل الفوتون يقرر ماضيه".

التجربة الثالثة

جادل ياكير أهارونوف من جامعة تل أبيب في إسرائيل وزملاؤه أنه عندما تقيس تجربة "بقوة" حالة الجسيمات الكمومية ، فإن هذا القياس يؤثر على الحالات التي كانت للجسيمات خلال قياس "ضعيف" سابق.

اقترح أهارونوف هذا لأول مرة منذ 30 عامًا ، وأطلق عليه اسم "شكليات الدولتين المتجهية" (TSVF).

يعتبر TSVF الارتباطات بين الجسيمات في الزمكان رباعي الأبعاد ، وليس ثلاثي الأبعاد. يقول زميل أهارونوف ، أفشالوم إليتزور من معهد وايزمان للعلوم ، "في الفضاء والزمان ككل ، هو تفاعل مستمر يمتد بين الأحداث الماضية والمستقبلية."


شاهد الفيديو: لقاء الباحث الجديد مع الدكتور عبدالرحمن العامر عن منهجية تحليل المحتوى. الأسس والتطبيقات (ديسمبر 2021).