 |
|
 |
||
|
||||
 |
 |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
ניתן להוריד את המאמר המקורי מכאן: בקצרה, במאמר מוצע ניסוי באמצעותו ניתן יהיה להכניס גוף מיקרוסקופי לסופרפוזיציה, תוך שימוש בטכנולוגיה הזמינה כבר בימינו. במקרה זה הגוף הוא מראה מיקרוסקופית המורכבת בקצה נדנדה מיקרונית. לצדה מוצבת מראה נייחת גדולה, ושתיהן יוצרות יחד מהוד אופטי. למהוד הזה מציעים להכניס פוטון יחיד (!) שיתרוצץ בין המראות. אם הבנתי נכון, אורך המהוד יבחר כך שזמן המחזור של הפוטון במהוד יתאים בדיוק לתדר התהודה של הנדנדה עליה מורכבת המראה. כתוצאה מכך, לחץ הקרינה שיפעיל הפוטון הבודד על המראה עם פגיעתו בה יגרום לנדנדה להתנדנד בעדינות. בין שתי המראות מכניסים מפצל אלומה (מראה מעבירה למחצה) המאפשר לפוטון לנוע לגלאי א' או ב' בהסתברויות שוות. לפי תורת הקוונטים, הפוטון יכנס לסופרפוזיציה - כאילו שבעת-ובעונה-אחת נע לעבר שני הגלאים גם יחד - ויכנס להתאבכות עם עצמו. בפסי התאבכות אלה ניתן לצפות נסיונית באמצעות אינטרפרומטר מיקלסון. מחברי המאמר טוענים שהפוטון והמראה יכנסו לסירוגין לסופרפוזיציה עם עצמם: פעם הפוטון ימצא בסופרפוזיציה והמראה במצב מוגדר, ופעם הפוטון יקרוס למצב מוגדר והמראה תיכנס לסופרפוזיציה עם עצמה. נסיונית ניתן יהיה לצפות בפסי התאבכות שמופיעים ונעלמים - מופיעים כשהפוטון בסופרפוזיציה ונעלמים כשהמראה בסופרפוזיציה. כלומר, למרות שהמראה היא מיקרוסקופית לא מוצע בשלב זה לצפות בה ישירות במיקרוסקופ. העדות היחידה להימצאותה בסופרפוזיציה תהיה היעלמותם לסירוגין של פסי ההתאבכות. המערכת כולה תוחזק בואקום על-גבוה (פחות ממאה חלקיקים לסמ"ק) ובטמפ' של כשישים מיקרו-קלוין. זאת כדי לאפשר שמירה על מצב הסופרפוזיציה של המראה, וזיהוי התנודות בנדנדה הנובעות מהפוטון הבודד על רקע הרעש הנובע מהתנגשויות אקראיות של חלקיקים עם הנדנדה. בטכנולוגיה הקיימת כיום ניתן לענות על שתי הדרישות הנסיוניות הללו. הנדנדה עליה תורכב המראה אינה אלא קורת סיליקון מיקרונית מן הסוג המשמש היום במיקרוסקופ כוח אטומי. פשיו, זה יצא ארוך יותר מכפי שהתכוונתי. בכל אופן מדובר בניסוי מרתק, ויש לקוות שלא יתקיימו עבודות בכביש הסמוך בזמן ביצועו. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני אאמין לך בנוגע למגניבותו של הניסוי, אבל לא הבנתי מה תרומתו, אם אכן אמורה להיות לו כזו, לנושא המאמר כאן. עדיין מדובר על סופרפוזיציה של גוף מיקרוסקופי, לא? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אתה צודק, הייתי צריך לעמוד על נקודה זו בהודעתי אמש. נקודת המפתח היא שסקלה מיקרוסקופית עדיין גדולה בסדרי גודל מסקלה אטומית, שלא לדבר על סקלה גרעינית. עד היום הצליחו לצפות נסיונית רק במספר קטן של חלקיקים כשהם בסופרפוזיציה. כמעט כל הפרעה חיצונית שתבצע אינטראקציה עם אחד החלקיקים, תביא לקביעת מצבו הקוונטי. זה בתורו יביא לקביעת מצבם הקוונטי של כל החלקיקים המצומדים אליו, והמערכת כולה תקרוס לאיזה מצב קוונטי מוגדר ולא מעניין. ניסויים קודמים בתחום 1 נראו כמו ניסיון סיזיפי ומייגע של להטוטן מוכה פרקינסון לאזן חמישה כדורים זה על זה על קצה חוטמו. מדי פעם היתה יוצאת כותרת לעיתונות 'במשך פיקושנייה הוא הצליח לאזן אפילו שישה כדורים!'. ובכן, בניסוי המוצע יאזנו על האף 10 בחזקת 14 חלקיקים, וגם ימדדו זאת. אמנם כבר היו הצעות לניסויים שיכניסו עוד יותר חלקיקים לסופרפוזיציה, אך דרישותיהם הנסיוניות נראו תמיד מעבר ליכולת הטכנית הקיימת. אולי בעוד כמה שנים יוכלו להכניס גם גוויות חתולים (בערך 200 מול מולקולות, שהן בערך 10 בחזקת 27 חלקיקים) לסופרפוזיציה 2. הניסוי המוצע נראה לי כמו עליית מדרגה חשובה מאד בדרך לשם. 1 בעיקר אלה שחתרו לכיוון מחשוב קוונטי. 2 באופן מסתורי, תוחלת החיים של חתולים היא נמוכה במיוחד בטמפ' של שישים מיליוניות המעלה מעל האפס המוחלט. אולי אז הם רגישים יותר לקרינה סלולרית. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כמה אטומים זה חיידק? אולי אפשר לתלות שם אמבה1 ולא מראה. 1 כן כן, אמבה זה לא חיידק וחתול זה לא מראה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
2 אז החתול יהיה בסופרפוזיציה בין מוות מקפיאה למוות אכזרי מפגיעת פוטון בעין. גם משהו. אבל ברצינות: מעבר למגניביות במקרוסקופיזציה של הסופרפוזיציה, האם הניסוי יכול לאשר או להפריך תאוריות הקשורות לבעיית המדידה, קריסת פונקציות גל וכו'? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם הוא יעלה את הרף העליון של גודל שמתחתיו אנו כבר יודעים ניסויית שיש סופרפוזיציה, אז יש כאן עניין מסוים מבחינת בעיית המדידה, ובפרט אם זה כבר מתחיל לדגדג את GRW. אבל יש לי עכשיו תמיהה אחרת: אם מדובר בפוטון אחד, איך אפשר לראות התאבכות שלו? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ממך? הוא הרי מתאבך עם עצמו. חוזרים על הניסוי כמה פעמים. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
או, זה מה שחשבתי, אבל עכשיו יש משהו אחר שאני לא מבין (בעצם, זה היה הדבר הראשון שלא הבנתי, וממנו הגעתי לשאלה ששאלתי). הפואנטה של הניסוי היא הרי לא הסופרפוזיציה (ס"פ) של הפוטון, אלא זו של המראה הקטנה. ואת הס"פ של המראה הקטנה אנו מסיקים על סמך ס"פ של הפוטון שחוזרת על עצמה באופן מחזורי. כלומר, אתה רוצה לדעת משהו על הדינמיקה של הפוטון במשך הניסוי. אם אתה רואה רק פגיעה אחת בסוף (ומסיק התאבכות מתוך הרבה ניסויים), מה אתה יודע על הדינמיקה? בפרט, איך אתה שולל את האפשרות הבאה: הפוטון היה בס"פ פעם אחת1, פגע במראה הקטנה, שם פונקציית הגל קרסה (כי, נניח, בעצם משאוות שרדינגר היא בתוקף רק עד גודל מסוים; הנה הגעתי לשאלה של אלון), אבל ההתאבכות שאתה רואה בסוף היא בגלל אותו רגע שבו הפוטון היה בס"פ לפני הפגיעה. 1 ניסוח פשטני עד גיחוך, ברור לי, בגלל שאני לא מכיר את מערך הניסוי ותנאי ההתחלה והסוף שלו). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לפני שננסה לענות על השאלות שלכם, תרשו לי לספר מה *אני* לא מבין בניסוי הזה. אולי בדרך אגב גם חוסר ההבנות האחרות יתבהרו. <הפסקה הבאה מיועדת למי שלא מבין במכניקת הקוונטים, ועדיין לא קרא את סדרת המאמרים המעולה דלעיל של ירדן:> הניסוי הראשון שלומדים כשניגשים להכיר את מכניקת הקוונטים הוא ניסוי שני הסדקים. אלומת אור 1 פוגעת במחיצה אטומה ובה שני סדקים צרים. מאחורי המחיצה מציבים מסך, ועליו רואים תבנית של התאבכות (פסים של אור וחושך) בין האור העובר דרך סדק 1 לאור העובר דרך סדק 2. אם חוזרים על הניסוי עם מקור של אלקטרונים 2 מקבלים אותה תוצאה - פסים מנצנצים וביניהם פסים חשוכים. כשמצמצמים את שטף האלקטרונים בהדרגה, כך שבכל שניה פוגע רק אלקטרון אחד במסך, ממשיכים לקבל תבנית התאבכות. כלומר, כל אלקטרון פוגע בנקודה מוגדרת על המסך (רואים נצנוץ בודד). כאשר מצלמים היכן התקבלו אלף הנצנוצים האחרונים, רואים שהם התרכזו בצורת פסי התאבכות. זאת למרות שבכל פעם רק אלקטרון בודד עבר דרך המחיצה. לכן אומרים שכל אחד מהאלקטרונים נמצא בסופרפוזיציה של שני מצבים - האחד בו הוא עובר דרך סדק 1, והשני בו הוא עובר דרך סדק שני. אם שמים על סדק 1 גלאי שמדווח לנו אם אלקטרונים עוברים דרכו, תמונת ההתאבכות על המסך תיעלם. במקומה נראה תמונת עקיפה של אלקטרון העובר דרך סדק יחיד. ליתר דיוק, נראה סכום של 2 תמונות עקיפה מסדק יחיד, אך בלי שום התאבכות (לא יהיו פסים של חושך ופסים של אור אלא שני כתמי אור מול שני הסדקים). ההסבר שנותנת לכך מכניקת הקוונטים הוא שעצם המדידה (גילוי הסדק דרכו עבר האלקטרון) גורמת לקריסת פונקצית הגל המתארת את האלקטרון, מסופרפוזיציה של מצבים קוונטיים למצב מוגדר יחיד. זה היה משפט עמוס ולא מנוסח היטב, אז נא לקרוא אותו שנית. <מכאן מוזמנים להצטרף גם יודעי הח"ן בתורת הקוונטים:> כשניסיתי להסביר את הניסוי המוצע במאמר, הסתרתי בשרוול את העובדה שהפעם אין שני סדקים. הפעם, אם הבנתי נכון, הפוטון הבודד מגיע לאחד משני גלאים, ואנו משווים את קריאותיהם. אם אין שני סדקים, והפוטון לא מגיע בסוף לאיזה מסך, איך אפשר לדבר על תמונת התאבכות? איזו קריאה בגלאים מעידה על כך שהפוטון נמצא בסופרפוזיציה, או יצא ממנה? אני מניח שהתשובה על כך פשוטה, ורק הספקתי לשכוח יותר מדי ממכניקת הקוונטים. בכל אופן אבקש מהפיסיקאים בקהל להעיף מבט בתרשים המערך הניסויי המובא בעמוד הראשון של המאמר הנ"ל, ולומר מה אומרות עיניהם. 1 אלומת אור מונוכרומטית, קוהרנטית, מקוטבת, שכחתי משהו? 2 ומסך פלורסנטי המנצנץ בנקודת הפגיעה של האלקטרון |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
גם אתה מאלה שלא מדברים עם איילים אלמונים? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לא באופן עקרוני, אבל יותר נחמד לקרוא תגובה כמו של ליאור, שתמצתה לנו בלשוננו את מה שכתוב במאמר(ים). למי שקורא את התגובה של ליאור ברור שיש טעם להמשיך ולשאול אותו שאלות הבהרה; למי שקורא את התגובה של של האלמוני שרק קישר למאמר (אתה?), זה לא ברור; ולמי שעיתותיו לא בידיו, לא ברור בכלל שיש טעם להיכנס למאמר. | |
|
|
| חזרה לעמוד הראשי | המאמר המלא |
| מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים | |
 RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש
|
© כל הזכויות שמורות |