🔬 علم الفيزياء #34: الضوء الكمي يمكن أن يكون في مكانين في نفس الوقت — مبدأ التراكب

🔬 علم الفيزياء #34: الضوء الكمي يمكن أن يكون في مكانين في نفس الوقت — مبدأ التراكب. في العالم الذري، يمكن للجسيمات مثل الإلكترونات والفوتونات أن توجد في حالة تراكب - أن تكون في مكانين أو حالتين في نفس الوقت - حتى يتم قياسها، حيث 'تختار' إحدى الحالتين.. ميكانيكا الكم هي فرع من فروع الفيزياء الأكثر غرابة وأكثرها نجاحًا التي طورها الإنسان. وتؤكد تنبؤاتها بدقة استثنائية في آلاف التجارب، لكن آثارها الفلسفية لا تزال تربك العلماء والفلاسفة. أحد المبادئ الأكثر غرابة هو مبدأ التراكب الكمّي. في العالم الكلاسيكي الذي نعرفه، يبقى الأشياء دائمًا في حالة معينة واحدة - عملة معدنية إما وجه أو خلفية، وليس كلاهما في نفس الوقت. ولكن في العالم الكمّي، يمكن للجسيمات مثل الإلكترونات أن توجد في حالة تراكب - مزيج رياضي لحالتين أو أكثر مختلفتين في نفس الوقت. يمكن للإلكترون أن يكون في حالة تراكب "الدوران للأعلى" و"الدوران للأسفل" في نفس الوقت. تجربة الشق المزدوج المشهورة تظهر هذا بشكل بصري. عندما تُطلق الإلكترونات أو الفوتونات واحدة تلو الأخرى عبر شقين، فإن نمط التداخل الموجي يتشكل على الجدار خلفها - مما يعني أن كل جسيم يمر عبر الشقين في نفس الوقت في حالة تراكب. ومع ذلك، عندما يتم تركيب أجهزة كشف لمعرفة أي شق يمر به الجسيم، يختفي نمط التداخل ويبدأ الجسيم في السلوك كطلقات كلاسيكية. العملية التي يتم فيها "انهيار" التراكب إلى حالة معينة عند القياس تسمى "انهيار الموجة" وهي واحدة من أكثر المواضيع مناقشة في الفيزياء الحديثة. تقول التفسير الكوبنهاغني الكلاسيكي إن الجسيم لا يملك خصائص معينة قبل القياس - بل لديه فقط احتمالات. اليوم، تستخدم الحواسيب الكمّية هذه التراكب لإجراء حسابات مستحيلة للحواسيب الكلاسيكية.