Language
Country/Area
No result found
سر المتغيرات الخفية: ما مدى عمق سؤال أينشتاين عن ميكانيكا الكم؟
إن عالم ميكانيكا الكم مليء بالظواهر الغريبة والعميقة، وأحد الأسئلة الأكثر روعة يتعلق بوجود أو عدم وجود المتغيرات الخفية. الفكرة الأساسية لنظرية المتغير الخفي هي أنه إذا كانت هناك بعض المتغيرات المحلية التي لم يتم اكتشافها بعد، فيمكن التنبؤ بسلوك الجسيمات بشكل أكثر دقة، بدلاً من الاعتماد فقط على عشوائية ميكانيكا الكم. والمنافس الأكثر شهرة لهذا الرأي هو ألبرت أينشتاين، العملاق العلمي الذي شكك ذات يوم في سلامة ميكانيكا الكم واعتقد أن هناك حاجة إلى تفسير أكثر جوهرية لفهم سلوك العالم المجهري.
"إن الله لا يلعب النرد." هذه الجملة تصور بشكل واضح شكوك أينشتاين حول العشوائية وأذكت الجدل العنيف بين ميكانيكا الكم ونظرية التغيير الحاد.
بدأ هذا النقاش الأيديولوجي في عام 1935، عندما نشر أينشتاين وبودولسكي وروزن بحثًا شهيرًا أطلق عليه اسم "ورقة EPR". تقترح المقالة تناقضًا، حيث يبدو أن ظاهرة التشابك الكمي تشير إلى أن الجسيمات يمكن أن تؤثر بشكل فوري على حالة بعضها البعض، وهو ما يتعارض مع مبدأ "المحلية" الذي دعا إليه أينشتاين. ووفقًا لهذا المبدأ، لا يمكن نقل أي معلومات بسرعة أكبر من سرعة الضوء، ويبدو أن سلوك التشابك الكمي ينتهك هذه القاعدة.
ومع ذلك، مع نظرية بيل التي اقترحها جون بيل في عام 1964، تم توسيع أساس هذه النظرية بشكل أكبر. تنص نظرية بيل على أنه لا توجد نظرية للمتغير الخفي المحلي يمكنها إعادة إنتاج كل تنبؤات ميكانيكا الكم. وهذا يعني أنه إذا أظهرت النتائج التجريبية انتهاكًا لمتباينة بيل، فلن يتم دعم وجود المتغيرات المخفية المحلية، مما يعني ضمنًا تفرد ميكانيكا الكم.
"يبدو أن السلوك الغريب المتمثل في رفض جميع المتغيرات المخفية المحلية المحتملة يعكس الطبيعة غير البديهية للعالم الكمي."
من أجل التحقق من نظرية بيل، بدأ العلماء في إجراء تجارب بيل المختلفة بهدف العثور على آثار للمتغيرات المحلية المخفية، وقد دعمت هذه التجارب في النهاية تنبؤات ميكانيكا الكم. فمن تجربة بيل الأولى التي أجراها فريدمان وكروثر في عام 1972 إلى اختبار بيل "الخالي من الثقوب" في السنوات الأخيرة، واصل العلماء استكشاف الحدود المتعلقة بالسلوك الكمي المعقد.
في هذه المرحلة، أثبتت جميع اختبارات بيل التي أجريت غرابة عالم الكم وعدم القدرة على التنبؤ به، وتؤدي إلى مزيد من الأبحاث حول ميكانيكا الكم. وهذا يجعل نظرية المعلومات الكمومية مجالًا ناشئًا رفيع المستوى ويمهد الطريق لتطوير تكنولوجيا التشفير الكمي.
"إن ميلاد تقنية التشفير الكمي يسمح لنا برؤية نهاية نظرية المتغير الخفي."
في هذه السلسلة من التجارب، قام العلماء تدريجيًا بسد العديد من الثغرات وتعزيز أسس ميكانيكا الكم. لم ترصد بعض التجارب ظاهرة التشابك الكمي فحسب، بل اخترقت أيضًا ثغرات الموضعية والكشف، وتوصلت أخيرًا إلى إجماع: لم تعد نظرية المتغيرات المخفية المحلية قابلة للتطبيق. وأكدت ثلاثة اختبارات بيل "خالية من الأخطاء" في عام 2015 هذا الرأي، مما سمح للباحثين بتأكيد دقة ميكانيكا الكم ذات دلالة إحصائية أعلى.
في المستقبل، مع تنفيذ المزيد من تجارب بيل في أنظمة فيزيائية مختلفة، هل سيجد المجتمع العلمي نظرية يمكنها تلبية التنبؤات الكمومية دون انتهاك المتغيرات المحلية المخفية؟ ربما لم ينته لغز عالم الكم بعد، وحقيقته تنتظر استكشافًا وفهمًا أعمق؟
