رادرفورد، بور، تامسون، دانشمندانی بودند که اولین مدل های کلاسیک را برای یک اتم و ذرات زیر اتمی آن را بیان کردند. با این کار اولین قدم های فیزیک کوانتوم بدون این که حتی نامی از این نوع فیزیک آورده شود برداشته شد. فیزیک کوانتوم بخشی تاریک و بسیار پیچیده از فیزیک است که در ابعاد بسیار کوچک وجود دارد دقیقا زمانی که شما در حال بررسی یک اتم یا یک ذره ی زیر اتمی به صورت تنها باشید قوانین این فیزیک اعمال می شود. در این ابعاد قوانین فیزیک کلاسیک شکسته می شود و رفتار های متفاوت از حالت روزمره دیده می شود.

سپس آزمایش دو شکاف را به صورتی انجام دادند که الکترون ها به صورت تک تک پرتاب کردند. نتیجه ی آزمایش حیرت آور بود با تکرار آزمایش باز هم الگوی تداخلی شکل گرفت، با این که الکترون دیگری وجود نداشت تا تداخل ایجاد کند، یعنی یک تک موج بود و موج دیگری وجود نداشت که الگو های تداخلی بسازد. این عمل دانشمندان را کنج کاو کرد که الکترون دقیقا از کدام شکاف عبور کرده و به چه صورت. این باز آزمایش را با حضور یک سنسور تکرار کردند و به راحتی مسیر عبور الکترون ها را تعیین کردند ولی اتفاقی که افتاد عجیب بود. نتیجه کاملا عوض شده بود و فقط در روبروی دو شکاف منطقه روشن بود و الگوی تداخلی وجود نداشت گویی با نگاه کردن به الکترون دیگر موجی وجود نداشت و فقط ذره بود. این آزمایش برای ذرات سنگین تر مثل هسته ی اتم و مولکول فلورن تکرار شد و نتیجه یکسان بود. انگار همه چیز در عین ذره بودن موج هم بود. دانشمندی به نام دوبروی با برسی نتایج توانست فرمولی را ابداع کند که می توانست فرکانس هر جسمی را با توجه به جرم و سرعت به دست آورد حتی فرکانس یک انسان.

برگردیم به آزمایش دو شکاف الکترون. سوال جدید مطرح شد که الکترون دقیقا کجا هست با توجه به این که اگر به آن نگاه می کردیم نتیجه تغییر می کرد، طرح منطقی که با فیزیک کلاسیک قابل بیان باشد وجود نداشت زیرا نتیجه نشان دهنده ی این بود که از هر دو شکاف باید الکترون عبور کرده باشد ولی در آزمایش، الکترون ها به صورت تنها پرتاب می شدند پس حالت های ممکن را بیان کردند:

1.الکترون از شکاف یک عبور کند که نتیجه را توجیه نمیکرد

2. الکترون از شکاف دو عبور کند که همانند قبلی بود

3. الکترون از هر دو شکاف عبور کند که غیر منطقی است الکترون یک ذره ی کوانتیده و بنیادی است ما به هیچ وجه نمی توانیم الکترون نصفه، الکترون کج، الکترون فشرده و… داشته باشیم پس عبور از دو شکاف منطقی نبود

4. الکترون از هیچ شکافی عبور نکند که باز هم غیر ممکن بود زیرا ما نتیجه را مشاهده می کنیم. در این زمان دانشمندان واژه ای جدید را بیان کردند به نام سوپر پوزیشنینگ یا برهم نهی. به گفته ی استاد الن ادامز سوپرپوزیشنینگ یک واژه ی با کلاس برای بیان نمی دانم است ولی تعریف آن این است که آن ذره در همه ی حالات وجود دارد، در همه مکان ها قبل از برخورد وجود دارد و همه ی مسیر های ممکن را طی می کند و الکترون به صورت کامل در یک زمان مشخص در چند مکان وجود دارد.

این آزمایشات درک مهمی از فیزیک ذرات به ما دادند ولی این که دقیقا در زمان سوپر پوزیشنینگ چه اتفاقی می افتد شاید تا ابد یک راز باقی بماند

نوشته: ایوب بصیری

ایوب بصیری

فوق لیسانس بیوفیزیک و علاقه مند به تکنولوژی و علم، من علاقه زیادی در کشف چیزای جدید دارم.

نمایش همه مقالات

1 نظر

Your email address will not be published. Required fields are marked *