نگاهی عمیق بر یک نظریه کوانتومی جایگزین!

[∆ MeRzaD ∆]

از سال 1998، فیزیک‌پیشگان یک نظریه کوانتومی اصلاح شده بر اساس بازتاب‌های فضا-زمان را بررسی کرده‌اند. این نظریه با تقارن PT، پیش‌گویی‌های خاصی همچون میانبرهای زمانی در تحول میان دو حالت کرده است که با مکانیک کوانتومی مرسوم در تضاد است، با این حال با مشاهدات سازگار می‌باشد. اما یک ارزیابی جدید پیشنهاد می‌کند که این مدلِ جایگزین به صورت بنیادی ایراد دارد. در مجله فیزیکال ریویو لترز ، نویسندگان نشان می‌دهند که نظریه با تقارن PT، عدم امکانِ ارتباط با سرعت بیشتر از نور را نقض می‌کند.

یکی از اصول پایه‌ای در مکانیک کوانتومی این است که هامیلتونی که انرژی در سامانه کوانتومی را توصیف می‌کند باید ویژگی ریاضی هرمیتی بودن را داشته باشد به طوری‌که حقیقی بودن مقادیر انرژی موردِ پیش‌بینی را تضمین کند. اما حقیقی بودن ویژه مقادیر انرژی را می‌توان به گونه‌ای دیگر نیز به‌دست آورد. در این روش، هامیلتونی باید نسبت به ترکیب بازتاب در فضا (P) و بازتاب در زمان (T) متقارن باشد. در گذشته محققان مدلِ متقارن تحت PT را برای توصیف سامانه ‌های اپتیکی خاص استفاده کرده‌اند.

اگر تقارن PT واقعا اصولی می‌بود، جابجایی آن با شرط هرمیتی بودن، پیامدهای بنیادی همچون تحول سریع‌تر سامانه‌های کوانتومی در مقایسه با پیشگویی‌های معمول را ایجاب می‌کرد. اما یی-چن لی (Yi-Chan Lee) از دانشگاه ملٌی تسینگ-هو در شهر سینچو در تایوان و همکارانش این نظریه را به چالش کشیده‌اند. آن‌ها دو فرض ضمنی در نظریه متقارن تحت PT را با یک آزمایش ذهنی کلاسیک تحت آزمایش قرار داده‌اند. این دو فرض توضیح می‌دهند که چگونه چنین سامانه‌ی کوانتومی به صورت موضعی وجود دارد و چگونه پیش‌گویی‌های آن محاسبه می‌شوند. در این آزمایش ذهنی، آلیس و باب دو حالت درهم‌تنیده را به اشتراک می‌گذارند. این تیم با انتخاب این‌که آلیس چگونه حالتش را اندازه‌گیری می‌کند، دریافت که او می‌تواند اطلاعات را با سرعت بیشتر از نور به باب بفرستد. نویسندگان بر این باور هستند که این نتیجه، تقارن PT را به عنوان یک نظریه بنیادی رد می‌کند، اما همچنان این مدل می‌تواند به عنوان یک نظریه موثر و مدل جذاب برای سامانه‌های باز در اپتیک کلاسیک مفید باشد.