جابجايي از مسافت دور، اما به شيوه‏اي نوين

اگر عضو یکی از شبکه‌های زیر هستید می‌توانید این مطلب را به شبکه‌ی خود ارسال کنید:

Twitter

Google

Yahoo

Delicious

بالاترین

دنباله

[04 Jul 2007]   [ ضياء مرالي]

جابجايي در فاصله‏هاي دور به شيوه‏ي كوانتومي موضوع جالبي به نظر مي‏رسد، به ويژه با  فضاپيماهايي كه مي‏توانند فواصل ميان ستارگان را به سرعت بپيمايند، اما اين رويا هيچ‏گاه به واقعيت نپيوست. اين فناوري هيچ‏گاه نتوانست بيشتر از جابجاكردن چند فوتون، آن هم در مسافتي كوتاه به توفيق جالب توجهي دست يابد. اما اينك سامانه‏اي طراحي شده است كه مي‏تواند به گونه‏اي بالقوه هزاران ذره‏ي اساسي را بدون هيچ‏گونه بن‏بست كوانتومي در فواصل دور جابجا كند.

جابجايي در فواصل دور، اغلب به فرايندي اطلاق مي‏شود كه مبتني بر تماس كوانتومي است كه طي آن دو ذره بدون در نظر گرفتن فاصله‏ي ميان آن‏ها به يكديگر متصل مي‏شوند، به گونه‏اي كه هر تغييري در وضعيت يكي از آن‏ها سبب تغيير در وضعيت ذره‏ي ديگر مي‏شود. با اين وجود، ذرات تماس يافته، از نظر آماده‏سازي و سروكار پيدا كردن با آن‏ها به نظر دشوار مي‏رسند و به همين دليل محدوديت‏هايي بر جابجايي در مسافت‏هاي دور، به شيوه‏ي كوانتومي تحميل مي‏كنند.

هم اينك گروهي به رهبري فيزيكدان، اشتون بردلي در مركز شوراي تحقيقات استراليا سرگرم فعاليت است. او در بخش كيفيت اپتيك اتم و كوانتوم اين شورا واقع در شهر بريسبين تكنيكي را پيشنهاد كرده است كه به طور كامل از تماس كوانتومي بي‏نياز است. بردلي مي‏گويد: ”ما سرگرم گفتگو پيرامون طيفي متشكل از 5 هزار ذره هستيم كه از يك محل ناپديد شده و در جاي ديگري ظاهر مي‏شوند. ما احساس مي‏كنيم كه طرح ما از نظر مفهومي به معناي نخستين افسانه‏اي آن نزديك است.“ در حالي كه اين تكنيك مي‏تواند اطلاعات كوانتومي را به صورت طيف منتقل كند، به خودي خود متكي به ويژگي‏هاي كوانتومي ذرات نيست، بنابراين، كار گروه ياد شده روش جديد جابجايي در فواصل دور را به عنوان يك روش كلاسيك مطرح ساخته است.

آن‏ها به طور اتفاقي با اين انديشه برخورد كردند. بردلي مي‏گويد: ”ما به دنبال راهي براي سنجش دقيق ويژگي‏هاي كوانتومي يك طيف اتمي بوديم، به ويژه هنگامي كه دريافتيم مي‏توانيم به شكل موثري از اين تكنيك براي جابجايي ماده استفاده كنيم.“

آن‏ها در روش خود از طيفي از اتم‏هاي دوبيديوم استفاده مي‏كردند كه به داخل يك ابزار ارسال كننده شليك مي‏شد كه آن نيز خود از اتم‏هاي روبيديوم ساخته شده بود. در همين حال، يك پالس ليزري كنترل كننده در اين ارسال كننده شليك مي‏شد. اين پرتوي ليزري اتم‏هاي در حال ورود از سوي طيف دوبيديوم را جذب مي‏كرد و آن‏ها را به صورت يك انرژي پرقدرت نمايان مي‏ساخت. اگر ارسال كننده از ماده‏اي معمولي ساخته مي‏شد، اغلب اتم‏هاي ورودي تنها اين انرژي زياد را با آزاد كردن فوتون‏ها در تمامي جهات از دست مي‏دادند. سيمون هين، يكي از اعضاي كار گروه مي‏گويد: ”اين روش در صورتي كه شما اميدوار مي‏بوديد كه پرتوي مادي را بازسازي كنيد، زياد مورد استفاده قرار نمي‏گرفت.“ تنظيمات گروه از پراكنده شدن ذرات با ساختن ارسال كننده از اتم‏هاي روبيديوم جلوگيري مي‏كرد، به ويژه در دماي پايين كه به اصطلاح چگالي بوس ـ انيشتين ناميده مي‏شود. در چنين چگالي، تمامي اتم‏ها در پايين‏ترين سطح ممكن كوانتومي قرار مي‏گيرند. هين مي‏گويد: ”هنگامي كه دسته‏اي از اتم‏هاي جديد از پرتوي مادي با اين چگالي برخورد كنند، براي پيوستن به آن، از خود علاقه نشان مي‏دهند، اما تنها مي‏توانند اين كار را با ريختن انرژي بيشتر هنگامي كه فوتون‏ها در قالب يك پالس كاملاً مستقيم آزاد مي‏شوند، انجام دهند.“

اين پالس خروج از نور مي‏تواند به درون يك فيبر نوري انتقال يابد و با خود تمامي اطلاعات مربوط به پرتوي مادي اوليه را حمل كند، از جمله تعداد اتم‏هايي را كه در بردارد، شدت و انرژي آن‏ها نيز ويژگي‏هاي كوانتومي آن‏ها مانند مرحله‏اي كه در آن قرار دارند. بردلي مي‏گويد: ”تنها محدوديت در خصوص اين كه اين پالس ارسالي تا چه اندازه مي‏تواند فواصل را طي كند، طول فيبر نوري است كه براي آن پيش‏بيني يا تدارك ديده شده است، ما مي‏توانيم اطلاعات را به سرعت نور جابجا كنيم.“

در اين نظريه مي‏توان گفت كه ماده‏اي اوليه را مي‏توان در مكاني دورتر از جايگاه نخستين آن بازسازي كرد و براي اين كار پالس ارسالي به يك دريافت كننده‏ي چگالي ياد شده برخورد مي‏كند كه به وسيله‏ي يك پالس ليزري كنترل كننده‏ي ثانوي كنترل مي‏شود. محاسبات گروه پژوهش كه پيشتر ذكر آن به ميان آمد، نشان مي‏دهد هنگامي كه يك پالس ارسالي با دريافت كننده برخورد مي‏كند، اتم‏هاي آن دستخوش حالت برانگيختگي مي‏شوند و يك پرتو مادي ثانويه را از خود بروز مي‏دهند كه ويژگي‏هاي آن متناسب با ماده‏ي نخستين است.

جان كلوز، كارشناس فيزيك ليزر در دانشگاه ملي استراليا در كانبرا تحت تاثير اين نوآوري قرار گرفته است. او مي‏گويد: ”استفاده از حالت‏هاي اتمي تماس يافته اقدامي كاملاً متمايز در مقام مقايسه با فناوري‏هاي پيشين به نظر مي‏رسد.“ او مي‏خواهد آزمايشي را به منظور سنجش اين سامانه ترتيب دهد، اما برآورد مي‏كند كه اين كار دست كم به 4 سال زمان نياز دارد.

وارويك بوون، كارشناس اپتيك كوانتومي در دانشگاه اوتاگو در زلاندنو معتقد است، اين روش براي بر پا ساختن شبكه‏هايي از رايانه‏هاي كوانتومي مفيد است. او مي‏گويد: ”اين سامانه‏اي است كه مي‏تواند وضعيت يك سامانه‏ي اتمي را به يك سامانه‏ي نوري منتقل كند و سپس به سوي يك سامانه‏ي اتمي ثانويه باز گردد ـ اين شرط كليدي شبكه‏هاي اطلاعاتي كوانتومي است.“

 

منبع: سرويس خبري newscientist.com  ، 13 ژوئن 2007 ،

ترجمه: سيد عليرضا حجازي

---

مطلب‌های دیگر از همین نویسنده در سایت آینده‌نگری:

+ جابجايي از مسافت دور، اما به شيوه‏اي نوين 

منبع:

نسخه‌ی چاپی ارسال اين مطلب به دوستان

---

[نظر دهید]    [تعداد نظرهای ثبت شده در پیوند با این مطلب: 0] 

.

---