قــــطة شرودنجر

[الباحث عن الفيزياء]

قطة شرودنجر ماذا يحدث لو إننا صممنا تجربة يؤثر فيها حدث كمى تأثيرا مباشرا على حدث نمطي ( كلاسيكي) ؟ . تخيل الصندوق المبين فى الشكل المرفق و هو صندوق مقفل تماما . و الحدث الكمى داخل هذا الصندوق هو تفعيل خليه كهروضوئية لتوصيل تيار كهربائي وهذا التيار يؤدى إلى سقوط زجاجة بها " سم قاتل " . من المعلوم أن الخلية الضوئية تطلق إليكترونات " توصل تيار كهربي " إذا سقط عليها فوتونات ضوئية معينة .إذا كان
هناك مصدر ضوئي داخل الصندوق و الضوء المنبعث من هذا المصدر ينعكس على نصف مرآه ( هى مرآه تعكس نصف الاشعة الساقطة عليها و تمرر نصفها الآخر من خلالها ) حسب معطيات ميكانيكا الكم و ( معادلة شرودنجر ) فإن أية فوتون يسقط على هذه النصف مرآه فإن دالته الموجية سوف تنقسم إلى دالتين . أحدهما يصف " الفوتون المنعكس "و الآخر " الفوتون المار " (الفوتون الحقيقي هو مجموع الاثنين ( . فإذا كان الفوتون المنعكس يجعل الخلية الضوئية التى بدورها تقوم بإطلاق سُماً يقتل القطة التى بداخل الصندوق ، أما الفوتون المار خلال المرآة فإنه لن يؤثر على الخلية الضوئية مما يجعل زجاجة السم فى مكانها لا تتحرك ومن ثم فلن تشعر القطة بأى شئ . ولكن نظرا لأن الحالة الكمية للفوتون هى " فوتون مار " + "فوتون منعكس " هذا يعني أن السم سوف " يصيب القطة " + " لا يصيب القطة " أى بمعنى آخر القطة " ميتة " + " حية "

[الباحث عن الفيزياء]

هذا الرابط للفائدة لكي ترون التجربة واضحة .

http://library.thinkquest.org/C005775/Arabic/Observations/schrodinger_cat.html

[ولد أبوي]

بارك الله فيك أخي ...





هل تعلم أن هذه التجربة ...حيرتني .....




بما ان الفوتون المنعكس سوف يجعل السم يسقط ........




خلاص .... السم سوف يقتل القطة ....



بغض النظر عن الفوتون المار ...........





ليش التعقيد يعني ؟؟





ودمتم ...

[جـــــــود]

جزيت خيــــراً .............

للإستزادة

تفضل هنــا (http://www.phys4arab.net/vb/showthread.php?t=299)

[الباحث عن الفيزياء]

هذولاء العلماء ليس بينهم وبين الجنون إلا شعرة .

يعني يفكر بشيء ربما يكون بعيد عن ذهنك ولكن يراه واضحا .

مشكور على المرور ولد أبوي .

[الباحث عن الفيزياء]

ويجزاك الخير أختي جود .

مشكور على الإستزادة .

[شادن ...]

الله يجزاك خير الباحث موضوع جميل شكرا لك

[ياسمين]

جـزيت خيراً...

[ناصر اللحياني]

بارك الله فيكم

وجزيتم خيرا...

[الباحث عن الفيزياء]

أختي شادن شاكر لكي مرورك .

تقبلي شكري .

[الباحث عن الفيزياء]

وجزيتي خيرا أختي ياسمين شاكر لكي مرورك .

تقبل شكري .

[الباحث عن الفيزياء]

الله يخليك أخوي ناصر .

أشكر لك مروركم الكريم .

[الفيزيائي المسلم]

بارك الله فيك

[ماجدة]

أول مرة أسمع عن قطة شرودنجر <<<<<< رجاءا لا حد يستغرب أو يضحك عادي يعني
بس عجبتني كثير وعجبني تفسير التجربة بس ليش لها حلين في نفس الوقت
أنا اتفق مع أخوي ( ولد أبوي ) القطة سوف تموت في النهاية
وأشكر الأخت ( جود ) على الرابط وعلى جهودها الواضحة
وأولا وأخيرا أشكر الأخ صاحب الموضوع لتميزه

[غازي]

شكرا جزيلا على هذا الموضوع ,,
في نقطة احب ان اوضح في الحقيقة على حسب ما فهمت والله أعلم
باختصار هذه النقطة ان الملاحظة لا تستطيع ان تحدد نوع الفوتون اي اذا اردت ان ترى فوتون كجسيم , سرعان ما يتحول الى موجة ( لا يعني انه تحول فعل ماضي اي انه كان جسيم ثم تحول بعد ذلك الى موجة ,, بل ان الملاحظة او جهاز القياس انتقل من عالم ولننقل كأنه انتقل من قناة الذي عنده كان الجسيم عند دخوله الى الدائرة في فترة معينة الى عالم او قناة والتي كانت الموجة عند دخولها الى الدائرة في نفس فترة دخول الجسيم اي كأن توئمان جسيم دخل الدائرة وموجة دخلت الدائرة في نفس الوقت مثل قنواة التلفاز تستطيع ان تغير القناة ولنقل قناة المسلسلات الى قناة الافلام وقت ما تشاء رغم ان المسلسلات والافلام يبثان في نفس الوقت
في تجربة القطة
افترض ان الذي يشغل درائرة الكهربية والتي بدورها تكسر الزجاج ليخرج السم ومن ثم ستقتل القطة شرط ان يكون الفوتون جسيم ,, اما اذا كان على شكل موجة , هذا يعني ان الموجة لا تستطيع ان تكسر الزجاج لاخراج السم
لذلك افترض قبل ان تفتح الصندوق ان القطة قد قتلت هذا يعني ان الفوتون تصرف كجسيم اثناء فتح الصندوق تكون على يقين مادامت القطة ماتت هذا يعني كشفت وقست الفوتون على انه جسيم لكن اثناء فتحك للصندوق سرعان ما يتغير شكل الجسيم الى موجة (( لاحظ لا يتحول الى موجة بعد ما كان جسيم والذي بدوره قتل القطة ,,, كلا بل يتحول الى شكل موجة على انه لم يكن جسيم قط سابقا اذن في هذه الحالة القطة لم تمت ,, هذا يوحي على ان هناك عالمين متوازيين عالم تصرف الفوتون على شكل جسيم وقتل القطة ,, وعالم يكون الفوتون على شكل موجة وتكون القطة في امان )) وان الملاحظة لم تنقذ او تقتل القطة او هي السبب في مصير القطة ,, بل الملاحظة تحدد او تختار عالم من العالمين ,, يا تختار عالم تكون قطة على قيد الحياة ,, او تختار عالم التي تكون القطة ميتة لان سبب في قتل القطة هو السم والجسيم الذي كسر الزجاج اما الملاحظة , لا تستطيع ان تكشف نوع او شكل الفوتون
.................................................. .................................................. ........
.................................................. .................................................. ......
وهذا الموضوع اخترته من نفس الملتقى واخترت اجزاء منه اتمنى ان تقرؤونه بتتمعن بعدها تفهمن القصد اوضوح
وتجربة (E.P.R.) ليست سوى امتداد لتجربة (الثقبين) المعروفة والتي يتم فيها تمرير الضوء (أو الإلكترونات) من خلال ثقبين في حاجز وسقوطه على لوح حساس, وهي التجربة التي كان أول مَن قام بها هو توماس يونج في أوائل القرن التاسع عشر, وأثبت من خلالها أن الضوء يتكون من موجات. وقد سميت تجربة (E.P.R.) بهذا الاسم حسب الحرف الأول لأسماء ثلاثة علماء اعترافا بفضلهم, وهم: ألبرت أينشتين وبوريس بودولسكي وناثان روزن. ولكن بدلا من استخدام ثقبين لتقسيم أشعة الضوء, يتم استخدام جهاز لتقسيم الأشعة عبارة عن مرآة من الزجاج المصقول بالفضة, بحيث يعكس 50% من الأشعة بالضبط, ويمرر النصف الباقي. بالإضافة إلى ذلك, فإن أجهزة الاستقبال الحديثة يمكنها إظهار الفوتونات الفردية (وهي التي يتكون منها الضوء) حينما تسقط على الجهاز, حيث تضيء في نقطة معينة في وقت محدد مثل الجسيمات.

ولهذه التجربة مراحل عدة مصممة لبيان الظواهر الغريبة لميكانيكا الكم, ففي المرحلة الأولى مع إرسال ومضة ضوئية تنقسم الأشعة إلى قسمين وتسير بواسطة مرايا خاصة في مسارين مختلفين, ثم تلتقي عند جهاز الاستقبال مكونة درجات من الإضاءة القوية والضعيفة فيما يعرف بـ(نمط التداخل). وظهور نمط التداخل هو دليل على أن الفوتون الضوئي يتصرف على هيئة موجة, وأنه ينقسم في المسارين في الوقت نفسه, إذا تحدد مساره (وهي الحال الطبيعية) يتصرف كجسيم. أما إذا أتيحت له الفرصة لأكثر من مسار يتصرف باعتباره موجة.

وفي مرحلة ثانية, اقترح جون ويلر إضافة ما أسماه بالاختيار المتأخر, وذلك بإضافة جهاز كهربائي لأحد المسارين يمكن تشغيله متأخرا بعد مرور الفوتون الأصلي على جهاز الأشعة, بحيث يحول مسار الفوتون الجزئي إلى جهاز استقبال جانبي آخر. أي أن تشغيل الجهاز يتم في الفترة الزمنية ما بين سقوط الفوتون الأصلي على جهاز تقسيم الأشعة, ووصوله إلى جهاز الاستقبال الأول (وهي فترة زمنية ضئيلة جدا). ففي تلك الفترة يكون الفوتون قد مر على جهاز تقسيم الأشعة وتصرف على أنه موجة كما هي الحال في التجربة الأصلية, ولذلك يفترض أنه لا يمكن تغيير حالته بعد ذلك. ولكن عند إجراء التجربة وتشغيل جهاز تحويل المسار لأحد جزأي الفوتون بحيث يسقط على جهاز استقبال آخر, يتصرف الفوتون على أنه جسيم فلا ينقسم, ويذهب إما إلى المسار الأول الأصلي أو إلى المسار الثاني الجانبي, وإذا تم إيقاف جهاز التحول, متأخرًا, يعود الفوتون إلى وضع الموجة وينقسم إلى جزأين, بحيث يلتقي الجزآن مرة ثانية على جهاز الاستقبال الأصلي.

والمشكلة هي أننا نقوم بتشغيل جهاز تحويل المسار بعد أن يكون الفوتون قد مرّ على جهاز تقسيم الأشعة وتحددت طبيعته, ومع ذلك فإن الفوتون يأخذ القرار بالتصرف على هيئة الموجة أو على هيئة الجسيم متأخرا بعد تشغيل الجهاز أو إيقافه. فكيف يعرف الفوتون أننا (سوف) نقوم بتشغيل جهاز التحويل بحيث يختار الاختيار الصحيح بين التصرف كجسيم أو كموجة قبل قيامنا بتشغيل الجهاز فعلا. في هذه التجربة, يبدو أن الفوتون يتصرف كما لو كان مجرد التهديد بأننا يمكننا أن نحدد مسار كل من جزأي الفوتون, من خلال تشغيل جهاز التحويل, يؤدي إلى اتخاذ الفوتون لحالة الجسيم.

وفي مرحلة ثالثة بين فريق بقيادة ماندل من جامعة روشستر أنه يمكن إجبار فوتون ليتحول من الحال الموجية إلى الحال الجسيمية, وذلك من خلال جهاز مخفض للطاقة يمكنه أن يقسم الفوتون الواحد الذي له طاقة محددة إلى فوتونين ولكل منهما نصف الطاقة. وعند مرور الفوتون بهذا الجهاز ينقسم إلى نوعين, واحد يسمى الفوتون الإشاري والآخر يسمى الفوتون الخامل, وعندما تمر ومضة الضوء على مقسم الأشعة تنقسم إلى مسارين ثم يمر كل منهما على مخفض الطاقة, فينقسم مرة أخرى إلى إشاري وخامل, وفي النهاية يوجه كل مسارين معا بحيث يضم الإشاريين معا والخاملين معا, فينتج الفوتونان الإشاريان فقط نمط التداخل. ولكن على الرغم من الانفصال التام بين هذين المسارين في النهاية, فإنه إذا عطل العلماء مسار الفوتونات الخاملة يختفي نمط التداخل الخاص بالموجات الإشارية ويستبدل بنمط الجسيمات.

والمشكلة في هذه الحال هي أن الفوتون يجب أن يقرر اتخاذه للصورة الجسيمية أو الصورة الموجية فور سقوطه على مقسم الأشعة, فكيف يعلم بعد ذلك أننا قد عطلنا المسار الآخر والمنفضل عنه تماما حتى يقرر اتخاذ حال الجسيم. بل وأكثر من ذلك, فالمعروف أن محاولة قياس حركة الجسيم تؤثر على حالته, ولكن أثبت بعض العلماء في مرحلة تالية من هذه التجربة أنه يمكن محو آثار القياس على الجسيم فيتصرف كأنها لم تحدث بعد أن حدثت. وعلق على ذلك ادوين جاينس من جامعة واشنطن, وهو من العلماء المرموقين, في بحث له أن هذه العملية تشبه نوعا من تحضير الأرواح في القرون الوسطى.
التراكب وانهيار الدالة الموجية

وزيادة في الغموض, ربما, تعتبر ميكانيكا الكم هذه, التي لا يفهمها أحد, أنجح نظرية علمية في تاريخ العلم. فميكانيكا الكم, من خلال مفاهيم عدم اليقين والدالة الموجية نجحت في التنبؤ بوجود المادة المضادة, وفي فهم النشاط الإشعاعي (الذي قاد إلى الطاقة النووية ), وفي شرح سلوك المواد كأشباه الموصلات (المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر), وفي تفسير الموصلية الفائقة, وفي توصيف التفاعلات التي تحدث بين الضوء والمادة (الذي قادنا إلى اختراع الليزر), والتفاعلات بين الموجات الراديوية ونويات الذرات (والتي أدت إلى التصوير بالرنين المغناطيسي), وغير ذلك الكثير من الإنجازات العلمية.

واللفظ ميكانيكا يعني دراسة حركة الأجسام, ونظرا لأن الأجسام دون الذرية تكتسب طاقة وتطلقها على هيئة وحدات محددة من الطاقة أو (كمات), سميت دراسة حركة الأجسام دون الذرية باسم (ميكانيكا الكم). وليس الفوتون فقط هو الذي يتصرف بصورة جسيمية - موجية, وإنما كل مكونات الذرة. والمشكلة في الصورة الموجية هي أن حركة الجسيم لا تتحدد في هذه الحال إلا بشكل احتمالي. والصورة الاحتمالية, بحسب معادلة شرودنجر, تتضمن أن الجسيم يمكن أن يوجد في أكثر من موضع في آن واحد نتيجة تركيب الحالات المتعددة المحتملة للجسيم.

وقد بيّن شرودنجر أنه إذا كانت الأشياء الميكروسكوبية, كالذرات, تتراكب بهذا الشكل الغريب, فلابد إذن أن تنهج الأشياء الميكروسكوبية (الكبيرة) النهج ذاته. ونظرا لأنه من الواضح أن الأشياء الكبيرة الحجم كالمجلة التي تقرؤها مثلا, أو منزلك, أو سيارتك...إلخ, لاتوجد في أكثر من موضع في آن واحد أصبح من الضروري تفسير المشاهدات التجريبية التي أنتجت معادلة شرودنجر تفسيرا مرضيا. وقد حاول شرودنجر أن يقدم مثلا واقعيا على تلك المشكلة, فطرح فكرة (تجربة القطة) المشهورة. وفي تلك التجربة يقتل جهاز ما قطة موضوعة في صندوق مغلق عندما تتحلل ذرة ما إشعاعيا. ولأنه عند زمن نصف العمر تكون الذرة من وجهة نظر ميكانيكا الكم متحللة وغير متحللة في الوقت نفسه, فإنه بعد هذا الزمن تكون القطة حية وميتة في الوقت نفسه.

ولتفسير التناقض بين ما تطرحه النظرية من تعدد الحالات للجسيم الواحد في الوقت نفسه, وتسمى التركيب (أو التراكب), وبين تحدد الجسيم بحال واحدة عند الملاحظة أو القياس طرحت عدة تصورات, وكل تلك التصورات هي بصورة أو بأخرى تصورات غير معقولة. والتفسير الأول هو تفسير كوبنهاجن, وهو الاتجاه الذي كوّنته مناقشات نيلز بور وفيرنر هايزنبرج في عشرينيات القرن الماضي. وهذا التفسير مبني على أساس أن الملاحظة تؤدي تلقائيا إلى انهيار الدالة الموجية, فيرى المراقب الجسيم في حال محددة. وهذا التفسير يعني أن الواقع في ذاته متراكب, وأن القطة في الحقيقة حية وميتة في الوقت نفسه, وأن ملاحظة القطة عند فتح الصندوق هي السبب في تحديد حالتها سواء حية أو ميتة. وأن السبب في أننا لا نرى حالات التراكب تلك في الواقع المعيش هو أننا نلاحظ الأشياء من حولنا فتتحدد حالتها. وفي الحال العادية تحكم الدالة الموجية (معادلة شرودنجر) حركة الجسيم وتسمى حال التراكب (أي تعدد الحالات في الوقت نفسه), وفي حال الملاحظة تصبح حال الجسيم محددة, وتسمى بانهيار الدالة الموجية.
نهاية الموضوع
.................................................. ...
.................................................. ..
لكن في الحقيقة لدي سؤال يحير بخصوص تجربة القطة , اذا كانت القطة توجد في عالمين متوازيين اي حية في عالم وميته في عالم ثاني وان ملاحظتنا للصندوق تحدد مصير القطة ,,
لكن السؤال اذا كان قبل فتح الصندوق نفترض ان القطة ميته اما عند فتح الصندوق وبسبب ملاحظتنا فهي حية , اليست ملاحظتنا للقطة تحدد مصيرنا نحن ايضا ؟
على سبيل المثال اذا كانت القطة ميته قبل فتح الصندوق في هذا الوقت انا اعمل في شركة خاصة لكن عند فتح الصندوق رأيتها حيه و في نفس الوقت انا اعمل في دائرة حكومية ولم يكن في بالي قط انني كنت او مازلت في الشركة ؟ اي هل من المعقول ان ننتقل من عالم الى عالم دون ان نشعر ؟
لهذا السبب اعتقد ان التجربة غير مقنعة ؟؟

[الباحث عن الفيزياء]

أختي ماجدة ليس من الأدب الضحك على عدم معرفة الشيء .

ولكن التجربة هي على ما أعتقد تخيل لوجود القطة فقط وما ذا سيتوقعه عند سقوط الزجاجة

على القطة ما ذا ستفعل ولكن بالنسبة لي أعتبر التجربة غامضة جدا.

شاكر لكي مرورك أختي .

[الباحث عن الفيزياء]

أخوي غازي أنا أتفق معك..

وكما قلت للأخت ماجدة انه بالأصل لا توجد قطه .

ولكن سؤال أسأله : هل من المعقول الفوتون الساقط على الزجاجة يؤثر عليها وتسقط ؟

شاكر لك أخي الغالي غازي .

[غازي]

على ما يبدو ان شرودنغر يريد ان يوضح سلوك الجسيمات دون الذرية الغير مألوفة
واراد ان يكبر تلك الحركة الى الاجسام الكبيرة لكي نرى كيف تتأثر تلك الاجسام بجسيمات الدون الذرية ومنها القطة
وانت تعلم ان حركة الاجسام لا بد ان تتاثر عوامل الخارجية والتي قد تأثر في اتجاهها مثل على سبيبل المثال كرات البليارد لا تستطيع ان تتنبأ بحركاتها العشوائية بدقة عالية لماذ

[غازي]

على ما يبدو ان شرودنغر يريد ان يوضح سلوك الجسيمات دون الذرية الغير مألوفة
واراد ان يكبر تلك الحركة الى الاجسام الكبيرة لكي نرى كيف تتأثر تلك الاجسام بجسيمات الدون الذرية ومنها القطة
وانت تعلم ان حركة الاجسام لا بد ان تتاثر عوامل الخارجية والتي قد تأثر في اتجاهها مثل على سبيبل المثال كرات البليارد لا تستطيع ان تتنبأ بحركاتها العشوائية بدقة عالية لماذ
على ما يبدو ان شرودنغر يريد ان يوضح سلوك الجسيمات دون الذرية الغير مألوفة
واراد ان يكبر تلك الحركة الى الاجسام الكبيرة لكي نرى كيف تتأثر تلك الاجسام بجسيمات الدون الذرية ومنها القطة
وانت تعلم ان حركة الاجسام لا بد ان تتاثر بعوامل الخارجية والتي قد تأثر في اتجاهها مثل على سبيبل المثال كرات البليارد لا تستطيع ان تتنبأ بحركاتها العشوائية بدقة عالية لماذا
لان بالاضافة الى العوامل المألوفة والتي تؤثر على الكرات هناك عوامل دقيقة مثل جاذبية ابعد مجرة قد تأثر بتلك الكرات لكن التأثير قد يكون طفيف جدا جدا لدرجة لا تشعر بذلك التأثير
لنعد الى القطة فهو افترض ان داخل الصندوق لا توجد تأثيرات خارجية على الاطلاق تؤثر على حركة الفوتون لكن رغم ذلك بقي تأثير آخر يعتبر الادق ,,,, ما هو هذا التأثير ؟؟؟؟؟؟؟؟
الادق تأثير هي الملاحظة وهذه الملاحظة تؤثر على اشياء الحساسة جدا جدا ثم تلك الاشياء بدورها تؤثر على الذي اكبر وبدوره يؤثر على الاكبر والاكبر او الاضخم وهكذا الى ان يؤثر على الاجسام المألوفة والتي تراها بالعين المجردة
اما الاجسام والتي لا تتأثر بالعوامل الخارجية 0 ( على سبيل المثال ) هي الاجسام المسجلة في شريط فيديو او شريط سينمائي لان تأثير تلك الاجسام تأثرت بالعوامل الخارجية والتي سجلت في شريط هي ايضا ( كما ذكرت سابقا هذا على حسب فهمي والله أعلم )

[الباحث عن الفيزياء]

جزاك الله خيرا يا أستاذنا غازي على التوضيح .

تقبل شكري .

[غازي]

العفو استاذي العزيز
مثل ماذكرت هذا على حسب فمي انا شخصيا
هذا الرابط يتعلق بميكانيكا الكم
يوجد باللغة العربية
اتمنى ان ينال اعجابك
http://www.phys4arab.net/vb/showthread.php?t=5758
يوضح بشكل مبسط

[غازي]

اقراء عن عالم ميكانيكا الكم للاستاذ mysterious_man
يوجد في نفس الرابط

[الباحث عن الفيزياء]

أخي العزيز غازي لا أعلم ما ذا أقول لك .

ولكن أشكر لك جزيل الشكر على الرابط .

تقبل وافر شكري وتقديري على هذا المجهود .

[عماد]

ولكن لماذا تكون القطه ميته ولا ميته فى نفس الوقت؟
ما زلت لا افهمها
عماد

[غازي]

,, كيف تقتنع ان الفوتون يتصرف وكانه موجة وجسيم (( في نفس الوقت ))؟؟

[غازي]

ولكن لماذا تكون القطه ميته ولا ميته فى نفس الوقت؟
ما زلت لا افهمها
عماد
والقصد ايضا اخي عماد
1 - ان القطة ميتة بسبب انها تعرضت للسم هذا في عالم
2 - القطة على قيد الحياة بسبب او لانها لم تتعرض للسم هذا في عالم
الملاحظة هي التي تختار عالم من العالمين ,, والعالم التي تختاره ,, يكون عالم واقعي اما العالم الثاني يظل عالم متوازي

[قائد المجد1]

شكرا جزيلا

العلماء خيالهم واسع

ولكي تفهم التجربة هيئ أعصابك وارتاح قليلا ثم ابدأ العمل في الفهم

[ماجدة]

اشكرك أخي غازي على هذا الرابط
كما واشكر اخي صاحب الموضوع وليتقبل مني فائق احترامي