Language
Country/Area
No result found
المتغيرات الكمومية المخفية: هل يمكن العثور على نموذج مثالي لشرح القياسات الكمومية؟
في تفسير ميكانيكا الكم، نظرية المتغير الخفي المحلي هي نظرية متغير خفي تحقق مبدأ المحلية. تحاول هذه النماذج تفسير الطبيعة العشوائية لميكانيكا الكم من خلال متغيرات محتملة ولكن لا يمكن الوصول إليها، مع الشرط الإضافي المتمثل في أن تكون الأحداث البعيدة مستقلة إحصائيًا. اكتشف الفيزيائي جون ستيوارت بيل الأهمية الرياضية للتشابك الكمي في عام 1964، موضحًا أن فئة واسعة من نظريات المتغير الخفي المحلي لم تتمكن من إعادة إنتاج الارتباطات بين القياسات التي تنبأت بها ميكانيكا الكم، وهي النتيجة التي تم اعتمادها لاحقًا، وأكدت سلسلة من تجارب بيل التفصيلية ذلك .
نموذج البت الكمي الفردي
بدءًا ببرهان بيل، هناك سلسلة من النظريات ذات الصلة التي توضح أن ميكانيكا الكم غير متوافقة مع المتغيرات المحلية المخفية. ومع ذلك، كما أوضح بيل، يمكن محاكاة مجموعات محدودة من الظواهر الكمومية باستخدام نماذج متغيرة مخفية محلية. قدم بيل نموذجًا محليًا متغيرًا مخفيًا لقياس جسيم مغزلي 1/2، يُعرف في نظرية المعلومات الكمومية باسم كيوبت واحد. تم تبسيط هذا النموذج لاحقًا بواسطة N. David Melmin، وتم اقتراح نموذج ذي صلة بعد ذلك بوقت قصير بواسطة Simon B. Kocken وErnst Speck. ويرتبط وجود هذه النماذج بحقيقة أن نظرية غليسون لا تنطبق على الكيوبتات الفردية.
الحالة الكمومية المزدوجة
وأشار بيل أيضًا إلى أنه قبل ذلك، ركزت المناقشات حول التشابك الكمي بشكل أساسي على الحالة التي تكون فيها نتائج قياس جسيمين إما مرتبطة تمامًا أو غير مرتبطة تمامًا. يمكن أيضًا تفسير هذه الحالات الخاصة بواسطة المتغيرات المخفية المحلية. بالنسبة للحالات القابلة للانفصال لجسيمين، هناك نماذج متغيرة مخفية بسيطة تتعامل مع أي قياس للطرفين. من المثير للدهشة، أنه بالنسبة لبعض الحالات الكمومية، يمكن وصف النطاق الكامل لقياسات فون نيومان من خلال نماذج متغيرة مخفية. على الرغم من أن هذه الحالات متشابكة، إلا أنها لا تنتهك أيًا من متباينات بيل.
إن ما يسمى بحالة Werner هو نوع من الحالة ذات المعلمة الواحدة والتي لا تتغير في أي تحويل.
بالنسبة لاثنين من الكيوبتات، تسمى هذه الحالات بمونومرات الضوضاء، ويتم التعبير عنها رياضيًا بـ ϱ = p |ψ− ⟨ψ−| + (1 - p)I/4، يتم تعريف المونومر كـ |ψ− = 1/√2 (|01 - |10 ). أظهر راينهارد ف. فيرنر الشروط التي بموجبها تسمح هذه الحالات بنماذج متغيرة مخفية حيث p ≥ 1/2 وإذا كانت p > 1/3 فإنها تعتبر متشابكة. تم أيضًا إنشاء نماذج متغيرة مخفية لحالات فيرنر تتضمن قياسات إيجابية ذات قيمة عاملية، لا تقتصر على قياسات فون نيومان، حتى بالنسبة للحالات المتشابكة إلى أقصى حد مع الضوضاء، وقابلة للتمديد إلى الحالات البسيطة التعسفية مع الضوضاء البيضاء للمزيج. بالإضافة إلى نظام بون المزدوج، هناك أيضًا نتائج لقضية بون المتعددة.
المتغيرات المعتمدة على الوقت
سبق أن تم اقتراح بعض الفرضيات الجديدة فيما يتعلق بدور الزمن في بناء نظريات المتغيرات الخفية. يعتمد أحد الأساليب، الذي اقترحه ك. هيس ودبليو فيليب، على العواقب المحتملة للاعتماد على الوقت للمتغيرات الخفية؛ ومع ذلك، تم انتقاد هذه الفرضية من قبل ريتشارد د. جيل، وجريجور فيشيس، وانتقاد أنطون زيلينجر وماريك زوكوفسكي.
الاستنتاج
مع تقدم الأبحاث في ميكانيكا الكم، تظل نظرية المتغيرات المحلية المخفية مجالًا مثيرًا للجدل. وقد أثارت الاكتشافات حتى الآن تفكيرًا عميقًا حول العالم الكمي، فهل ستتمكن الاستكشافات المستقبلية من إيجاد نموذج مثالي لشرح القياسات الكمومية، وما زال هناك العديد من الفجوات غير المبررة والاحتمالات اللانهائية؟
