מהי השפעת הזנו הקוונטית?

ה אפקט זנו קוונטי היא תופעה ב פיזיקה קוונטית כאשר התבוננות בחלקיק מונעת ממנו להתפרק כפי שהיה בהיעדר התצפית.

השם בא מהפרדוקס ההגיוני (והמדעי) הקלאסי שהציג הפילוסוף זנו מאליאה. באחת הנוסחאות היותר פשוטות של פרדוקס זה, כדי להגיע לנקודה מרוחקת עליכם לחצות חצי מהמרחק לאותה נקודה. אבל כדי להגיע לזה, אתה צריך לחצות חצי מרחק. אבל ראשית, חצי מהמרחק הזה. וכן הלאה... כך שיתברר שבאמת יש לך מספר אינסופי של חצי מרחקים לחצות, ולכן אינך יכול אף פעם להגיע!

אפקט הזנו הקוונטי הוצג במקור במאמר שפורסם בשנת 1977 "הפרדוקס של זנו בתורת הקוונטים" (Journal of Mathematical Physics, PDF), שנכתבו על ידי ביידיאנית מיסרה וג'ורג 'סודארשן.

במאמר המצב המתואר הוא חלקיק רדיואקטיבי (או, כמתואר במאמר המקורי, "מערכת קוונטית לא יציבה"). על פי תורת הקוונטים, קיימת הסתברות נתונה שחלקיק זה (או "מערכת") יעבור ריקבון בפרק זמן מסוים למצב שונה מזה בו הוא התחיל.

עם זאת, מיסרה וסודארשן הציעו תרחיש בו התבוננות חוזרת ונשנית על החלקיק למעשה מונעת את המעבר למצב הריקבון. זה בהחלט יכול להזכיר את המונח הנפוץ "סיר שנצפה אף פעם לא מרתיח", למעט במקום תצפית גרידא לגבי הקושי בסבלנות, זוהי תוצאה פיזית ממש שניתן לאשש (ואף אושרה) בניסוי.

ההסבר הפיזי בקוונטים פיזיקה הוא מורכב, אך מובן למדי. בואו נתחיל לחשוב על המצב כפי שהוא פשוט קורה כרגיל, ללא השפעת הזנו הקוונטית בעבודה. ל"מערכת הקוונטים הבלתי יציבה "שתוארה יש שני מצבים, בואו נקרא להם מדינה A (המדינה הבלתי מתוקנת) ומדינה B (המדינה המתפוררת).

אם המערכת לא נצפית, אז עם הזמן היא תתפתח מהמצב הבלתי ניתן לתוקף superposition של מדינה A ומדינה B, עם ההסתברות להיות בשני מדינות מבוססות זמן. כאשר מתבוננת תצפית חדשה, תפקוד הגל המתאר את העל-עמדה זו של מדינות יקרוס למצב A או B. ההסתברות לאיזו מדינה היא קורסת מבוססת על משך הזמן שחלף.

זה החלק האחרון שהוא המפתח לאפקט הזנו הקוונטי. אם אתה מבצע סדרת תצפיות לאחר פרקי זמן קצרים, ההסתברות שהמערכת תהיה במצב מצב A במהלך כל מדידה גבוה באופן דרמטי מההסתברות שהמערכת תהיה במצב ב. במילים אחרות, המערכת ממשיכה להתמוטט בחזרה למצב הבלתי מנושא ולעולם אין לה זמן להתפתח למצב הרקוב.

כמו שזה נשמע אינטואיטיבי כנגד זה, זה אושר בניסוי (וכך גם ההשפעה הבאה).

ישנן עדויות להשפעה הפוכה, המתוארות בסרטים של ג'ים אל-חלילי פרדוקס כמו "המקבילה הקוונטית של בהייה בקומקום והפיכתו לרתיחה מהר יותר. למרות שהם עדיין ספקולטיביים במידת מה, מחקר כזה עובר ללבם של כמה מהעמוקים ביותר אולי תחומים מדעיים חשובים במאה העשרים ואחת, כגון עבודה לבניית מה שיש קרא א מחשב קוונטי. "השפעה זו הייתה אושר בניסוי.