‍ 📌یک ذره کوانتومی چگونه دنیا را از یک چارچوب مرجع کوانتومی می‌بیند؟

‍ 📌یک ذره کوانتومی چگونه دنیا را از یک چارچوب مرجع کوانتومی می‌بیند؟

💬طبق یکی از بنیادی‌ترین اصول در فیزیک، ناظر در یک قطار در حال حرکت، از قوانین یکسانی برای توصیف توپ روی بستر ناظر استفاده می‌کند، یعنی قوانین فیزیکی، مستقل از انتخاب یک چارچوب مرجع‌اند. چارچوب‌های مرجع مانند قطار و بستر، سیستم‌های فیزیکی هستند و نهایتا از قوانین مکانیک کوانتومی پیروی می‌کنند. آنها می‌توانند به طور همزمان در یک حالت کوانتومی از برهم نهی مکان‌های مختلف باشند. سوال اینجاست که توپ برای ناظر روی چنین بستر کوانتومی، چگونه به نظر خواهد رسید؟ محققان دانشگاه وین و آکادمی علوم اتریش، ثابت کردند ظهور ویژگی‌های کوانتومی به چارچوب مرجع کوانتومی بستگی دارد. با این حال، قوانین فیزیکی، هنوز مستقل از این چارچوب هستند. نتایج این پژوهش در مجله‌ی معتبر Nature Communications منتشر شد.

⚡سیستم‌های فیزیکی همیشه نسبت به چارچوب مرجع توصیف می‌شوند، مثلا توپی که روی بستر خطوط راه آهن حرکت می‌کند، می‌تواند از بستر خودش یا قطار در حال عبور مشاهده شود. یک اصل بنیادی فیزیک، اصل هموردایی عمومی (the principle of General Covariance) می‌گوید قوانین فیزیکی که حرکت توپ را توصیف می‌کنند، به چارچوب مرجع ناظر بستگی ندارند. از زمان گالیله این اصل برای توصیف حرکت، مورد توجه قرار گرفت و همچنین نکته‌ی اصلی در توسعه‌ی نظریه نسبیت اینشتین بود. این اصل، دارای اطلاعاتی در مورد تقارن‌ قوانین فیزیکی مشاهده شده از چارچوب‌های مرجع متفاوت است.

⚡چارچوب‌های مرجع، سیستم‌های فیزیکی هستند که نهایتا از قوانین کوانتومی پیروی می‌کنند. محققان از خودشان پرسیدند آیا می‌توان قوانین فیزیکی را از دید یک ناظر متصل به ذره‌ی کوانتومی فرمول‌بندی کرد و یک چارچوب مرجع کوانتومی ارائه کرد؟ آنها توانستند ثابت کنند که می‌توان هر سیستم کوانتومی را به عنوان یک چارچوب مرجع کوانتومی درنظر گرفت. به ویژه وقتی ناظری در قطار، بستر را در یک برهم نهی از مکان‌های مختلف به طور همزمان می‌بیند، یک ناظر روی همان بستر نیز، قطار را در برهم نهی می‌بیند. در نتیجه، اینکه آیا یک شی مانند توپ، ویژگی‌های کوانتومی یا کلاسیکی را نشان دهد، به چارچوب مرجع ناظر بستگی دارد. محققان نشان دادند که می‌توان اصل هموردایی را به چارچوب‌های مرجع کوانتومی گسترش داد. این بدان معناست که قوانین فیزیک،‌شکل خود را مستقل از انتخاب چارچوب مرجع کوانتومی حفظ می‌کنند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد تقارن‌های جهان باید به یک سطح بنیادی‌تر گسترش یابند. این بینش، می‌تواند نقش مهمی در متحد کردن مکانیک کوانتومی و گرانش ایفا کند، زیرا مفهوم کلاسیکی چارچوب مرجع، برای این اتحاد کافی نیست و باید به سراغ چارچوب‌های مرجع کوانتومی رفت.

📂دانلود مقاله اصلی به صورت PDF. 👇
📁https://goo.gl/x1PRXh

منبع: phys.org

🆔@n1244ss🔭