آزمونهاي اشترن - گرلاخ متوالي :
در مرحله اول يا دستگاه اول SG ما توانستيم با بهره گيري از ميدانهاي الكتريكي ، زوج اتم نقره - نقره را از هم جدا كنيم . اينك اگر يك دسته از اين اتمهاي جدا شده را وارد دستگاه دوم با ميدان الكتريكي همسو با دستگاه قبلي كنيم ، طبيعي است كه اتمهاي نقره امكان و مجال تشكيل زوج جديد را نخواهند داشت و در همان مسير و جهت قبلي منحرف خواهند شد ، براي اينكه هيچ ميداني مابين دو دستگاه وجود ندارد تا اسپينها را بچرخاند . يعني شكل زير :
انيميشن مربوط به آزمون فوق : http://ki2100.com/AVI/stern_gerlach/4.wmv
همانطور كه مشخص است اسپينهاي -z از آزمون حذف و اسپين خروجي فقط +z ميباشد . اينك محور دستگاه دوم را 90 درجه چرخانده تا به موازات و راستاي محور x شود ، يعني شكل زير :
واضح و روشن است كه اتمهاي نقره با توجه به جهت گيري ميدان دستگاه دوم ميبايست چرخش انجام دهند و اين چرخش ميبايست 90 درجه انجام شود تا ميدانهاي الكتريكي دستگاه دوم و اتمهاي نقره در يك صفحه و در راستاي محور x منطبق شوند . چرخش اتمها در اين حالت ، هم ميتواند ساعت گرد باشد و هم پاد ساعت گرد و اتمهاي نقره اين بار خيلي سريع جذب هم شده و تشكيل زوج ميدهند و در همين وضعيت وارد دستگاه دوم ميشوند . يعني انيميشن زير :
http://ki2100.com/AVI/stern_gerlach/7.wmv
در واقع اتم نقره اول با رسيدن به ميدان الكتريكي دستگاه دوم SG مقدار 90 درجه چرخش انجام ميدهد تا جهت ميدان الكتريكي آن هم جهت با ميدان الكتريكي دستگاه دوم شود ولي اتم نقره دوم تحت تاثير اتم اول ، مقدار 90 درجه در جهت عكس چرخش اتم اول ، دوران كرده تا دو اتم با هم تشكيل يك زوج دهند و در نهايت هر دو وارد دستگاه دوم شده و منحرف ميشوند . يعني انيميشن زير :
http://ki2100.com/AVI/stern_gerlach/8.wmv
اينك اگر اين آزمون را براي سومين بار و در دستگاه سوم و در امتداد محور z ادامه دهيم ، بسيار طبيعي و توجيه پذير خواهد بود كه به اسپينهاي -z و +z دست پيدا كنيم . براي اينكه ميدان الكتريكي دستگاه‌هاي SG همواره باعث چرخش اسپينها و تشكيل زوجهاي جديد ميشود . يكي از شگفتي هاي خواص كوانتومي ذرات زوج اين است كه آنها رابطه زوجيت خود را حفظ مي‌كنند اگرچه فاصله آنها بينهايت شود و هر اثري روي يك زوج ، مسلما به زوج ديگر منتقل خواهد شد .
" سرعت نور شكسته شد
محققان دانشگاهي در سوئيس سيگنالي را رديابي كردند كه سرعتي بالاتر از سرعت نور دارد . به گزارش خبرگزاري مهر ، محققان دانشگاه ژنو در سوئيس موفق به كشف سيگنالي شدند كه سرعت حركت آن از سرعت نور بيشتر است . در دنياي خارق‌العاده كوانتوم و مكانيك كوانتومي ، پديده‌اي به نام درگيري ذرات با يكديگر وجود دارد به اين معني كه اگر دو ذره كه به شدت با هم در ارتباطند را از يكديگر جدا كرده و در فاصله طولاني از هم نگه داريم ، علي رغم فاصله‌اي كه بين آنها وجود دارد ، در صورت بروز تغيير در يكي از ذره‌ها ديگري نيز دچار تغيير خواهد شد . اين پديده توسط دكتر دانيل سالارت و همكارانش در دانشگاه ژنو مورد بررسي قرار گرفت . وي دو فوتون نور مرتبط و درگير به هم را در آزمايشگاه به فاصله 18 كيلومتر از يكديگر دور كرد و با بررسي خصوصيات هر يك از آنها دريافت كه با تغيير در هر كدام ديگري نيز متحول مي شود . وي اين آزمايش را بر روي جفتهاي زيادي از فوتونها انجام داد كه نتايج به دست آمده مشابه نتيجه اوليه بود . با مشاهده اين نتايج محققان به اين نتيجه رسيدند كه بين اين دو ذره سيگنالي در حال حركت است كه خصوصيات يكي را به ديگري منتقل مي كند . بر اساس گزارش NewScientist، محققان بر اين باورند كه اين سيگنال بايد سرعتي 10000 بار بيشتر از سرعت نور داشته باشد تا بتواند خصوصيت يك فوتون را به ديگري منتقل كند .
نظريه ديگري كه اين تيم ارائه داد مبني بر اين است كه سنجش خصوصيات يك فوتون به سرعت بر روي فوتونهاي ديگر نيز تاثير مي گذارد .
http://www.mehrnews.ir/NewsPrint.aspx?NewsID=732981 "
و اين ممكن نخواهد بود مگر وجود رابطه زوجيت مابين ذرات زير اتمي و حتي خود اتمها .
به بیان ساده در شكل فوق سمت چپ یك میدان مغناطیسی یكنواخت با قدرت قطبین مساوی تصور میشود كه یك زوج اتم نقره در وسط آن قرار گرفته كه مسلما نیروی جاذبه و یا دافعه در هر جهت مساوی بوده و زوج اتم به مسیر مستقیم خود ادامه داده و هیچ انحرافی مشهود نیست ولی در سمت راست یك میدان مغناطیسی غیر یكنواخت با قدرت قطبین نامساوی تصور میشود كه یك زوج اتم نقره در آن ، علی رغم داشتن نیروی پیوند و زوجیت دور را دور با همدیگر ، از هم فاصله گرفته و دو مسیر مجزا را پدیدار می كنند كه در ابتدا چنین تصور میشود الكترونها دو نوع بوده و دو نوع اسپین ذاتی برای خود دارند كه در واقع چنین نیست ! بلكه تمامی الكترونها همگی مشابه هم هستند و این شكل استقرار زوج اتم نقره و انحراف آنها در دستگاه SG چنین ذهنیتی را برای ما ایجاد می كند و ممكن است برای سایر زوج ذرات نیز این اتفاق روی دهد .
اينك براي اسپين ميتوان سه حالت كلي و بنيادي را در نظر گرفت :
1- O اسپين باز : Open
تمامي ذراتي كه دوران داشته و باردار به نظر ميرسند ، اسپين باز دارند . به طور مثال يك الكترون :
همانطور كه مشخص است با دوران الكترون ، ميدان الكتريكي آن نيز دوران پيدا كرده و طبق قرار داد جهت ميدان از خارج به طرف داخل است .
2- C اسپين بسته : Close
در اين حالت ميدان الكتريكي به مقداري دوران پيدا مي‌كند كه امتداد خطوط ميدان از مركز ذره باردار يا ميدان الكتريكي ، خارج و حول مركز به صورت دوايري تو در تو و پيوسته در مي‌آيد كه ميتوانيم آن را يك ميدان الكتريكي بسته و تا بينهايت در نظر بگيريم ، براي اينكه اين ميدان دايره‌اي شكل هيچ آغاز و پاياني ندارد . در اين حالت ذره خنثي و بدون بار الكتريكي به نظر خواهد رسيد .
3- R اسپين وارونه : Reverse
وارونگي ميدان الكتريكي در يك الكترون زماني روي ميدهد كه يك شوك قوي الكترومغناطيسي توسط پرتو پر انرژي گاما به الكترون وارد شود ، در اين حالت بخصوص ، الكتروني كه تحت تاثير تابش اشعه گاما قرار ميگيرد به علت شارژ ناگهاني الكترومغناطيسي قوي از جانب گاما ، ميدان الكتريكي پيرامونش وارونه شده و به پوزيترون تبديل ميشود . همانطور كه از شكل زير بر مي‌آيد امتداد خطوط الكتريكي در پوزيترون همانند پروتون از داخل به خارج است يعني عكس جهت ميدان در الكترون :
در واقع با وارونه شدن اسپين هر ذره‌اي ، ذره به پاد ذره ( ضد خودش ) تبديل ميشود .
خلاصه مطلب اينكه ما براي تشخيص اسپين از ميادين الكترومغناطيسي استفاده مي‌كنيم و خود اين ميادين در اسپين تاثير گذاشته و حتي در آنها تغيير ايجاد مي‌كنند و ما در مورد تشخيص خود اسپين هم با يك عدم قطعيت خيلي بزرگي روبرو هستيم كه در نتيجه اسپين جزو خصوصيات ذاتي ذرات نيست بلكه در ديد ناظر تغيير پيدا مي‌كند .
محمدرضا طباطبايي
