المسارات الشاذة للضوء


|  |
| --- |
| جزء من سلسلة مقالات حول |
| ميكانيكا الكم |
| {\displaystyle i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}|\psi (t)\rangle ={\hat {H}}|\psi (t)\rangle }معادلة شرودنغر |
| * مقدمة
* معجم
* تاريخ
 |
| خلفية
* ميكانيكا كلاسيكية
* النظرية الكمومية القديمة
* ترميز برا-كيت

* هاملتوني
* تداخل

 |
| أساسيات
* مكاملة
* إزالة الترابط
* تشابك
* مستوى طاقة
* القياس
* غير موضعي
* عدد كمي
* حالة
* تراكب
* تناظر
* نفق
* الريبة
* دالة موجية
	+ انهيار

 |
| تجارب
* عدم مساواة بيل
* دافيسون–جيرمر
* شقي يونغ
* إليزور–فايدمان
* فرانك–هرتز
* تباين ليجت–جارج
* ماخ–زيندر
* بوبر

* ممحاة كمومية
	+ اختيار متأخر

* قطة شرودنغر
* شتيرن–غيرلاخ
* الاختيار المتأخر لويلر

 |
| صيغ
* ملخص

* هايزنبرغ
* التآثر
* المصفوفة
* فضاء الطور
* شرودنغر
* صيغة تكامل المسار

 |
| معادلات
* ديراك
* كلاين-غوردون
* باولي
* ريدبرغ
* شرودنغر

 |
| تفسيرات
* ملخص

* بيشان
* التواريخ المتوافقة
* كوبنهاغن
* دي بروي-بوم
* فرقة
* المتغير الخفي
	+ المحلي
* العوالم المتعددة
* انهيار موضوعي
* منطق كمومي
* العلائقي
* المعاملات

 |
| موضوعات متقدمة
* ميكانيكا الكم النسبية
* نظرية الحقل الكمومي
* علم المعلومات الكمية
* حساب كمومي
* شواشية كمومية
* مصفوفة الكثافة
* نظرية التشتت
* ميكانيكا الإحصاء الكمومي
* التعلم الآلي الكمي
 |
| علماء
* أهارونوف
* بل
* بيته
* بلاكيت
* بلوخ
* بوم
* بور
* بورن
* بوز
* دي بروي
* كومبتون
* ديراك
* دافيسون
* ديباي
* إهرنفست
* أينشتاين
* إيفرت
* فوك
* فيرمي
* فاينمان
* غلاوبر
* جوتزويلر
* هايزنبيرغ
* هيلبرت
* جوردان
* كرامرز
* باولي
* لامب
* لانداو
* لاوي
* موزلي
* ميليكان
* أونس
* بلانك
* رابي
* رامان
* رايدبيرغ
* شرودنغر
* سيمونز
* سومرفيلد
* فون نيومان
* فايل
* فيين
* ويغنر
* زيمن
* تسايلينغر

 |
| شعار بوابة بوابة ميكانيكا الكم |
| * ع
* ن
* ت
 |

 أعاد بعضٌ من الفيزيائيين مؤخّراً تجربة شبيهه بتجربة شقي يونغ الّتي يبلغُ عمُرها أكثرَ من 200 عام، ولكن باستخدام ثلاثة شقوقٍ متساويةِ البُعدِ أحدُها عن الآخر. وذلك بعد إجراء بعض التعديلات، لرصد ظاهرة من أغربِ الظّواهرِ المتعلّقة بالطّبيعةِ الكموميّةِ الاحتماليّة للضّوء، والّتي تُسمّى «المساراتِ المُغلقة الشّاذة» للضّوء، حيث تمرّ بعض الفوتوناتِ عبرَ أحدِ الشّقوق الثلاث، ثمّ تعودُ لتعبرَ الشقّ الأوسط بالاتّجاه المعاكس ثم تعودُ لتعبرَ مرّةً أخرى الشقّ الثّالث 
فالفوتونَ يوصفُ بتابعِ موجةٍ احتماليّة، والطّبيعةُ الاحتماليّة للفوتون تُعطي احتماليّةً غيرَ معدومةٍ لعبورِ الفوتونِ بشكلٍ معاكسٍ عبر الشقّ الأوسط، واحتماليةٍ غيرِ معدومةٍ لعبورِ الشقّ الثّالثِ أيضاً، وبرغمِ ضآلةِ الاحتمالين إلّا أنّهما غيرُ معدومَين.
إنّ أثرَ هذهِ الحلقات المغلقةِ الشّاذّة في حالةِ الشقوق الثلاث ليست تنبؤٌ نظريّ فقط بل هي مدعومةٌ تجريباً، وتسبّبُ اختلافاتٍ في أشكالِ التّداخلِ الحاصلة لا يُمكن التنّبؤُ بها إذا اعتمدنا مبدأَ تراكبِ أشعّة الضّوء الّتي تعبرُ الشّقوقَ في اتّجاه الذّهاب فقط، تلك الاختلافاتِ يُمكنُ تفسيرها إذا أخذنا بعينِ الاعتبارِ التّراكبَ بينَ المساراتِ العاديّةِ للضّوء مع المساراتِ الشّاذّة.
حلقات الضوء:
تم اولرصدٍ تجريبيٍّ للحلقاتِ المغلقة الشّاذة، والّتي يصعبُ رصدُها نظراً لتدنّي احتماليّة حدوثها، باستخدام لوحاً معدنيّاً يدعمُ انتشار البلازمونات السّطحية، والّتي تلعبُ دوراً في زيادةِ شدّةِ الحقلِ الكهرطيسيّ محليّاً قربَ نقاطِ سطح المعدن، مما يُعطي وفرةً في الفوتوناتِ بطبيعةِ الحالِ فيزيدُ ذلكَ من احتماليّة العبورِ العكسيّ للفوتونات عبر الشقّ الأوسط، زيادةً قد تبلغُ مئة مرّة من احتمال حدوثها في الحالة الطبيعيّة. 
كلما زادت شدة الحقل الكهرطيسي زادت احتماليّة حدوثِ الحلقات الشّاذّة في المنطقةِ القريبةِ من الشّقوقِ في اللوح، والّذي يُردّ إلى انتشار البلازمونات في سطح المعدن.

مبدأ التّراكبِ مع أخذِ المساراتِ الشّاذّة بعين الاعتبار:
تُعتبرُ تجربةُ الشّقوقِ الثّلاث الجديدةِ الّتي زادت من احتماليّة حدوثِ المسارات الشاذة إحدى تعديلاتٍ كثيرةٍ لتجربةِ شقّي يونغ الأساسيّة، والتي أجراها توماس يونغ عام 1801 لإثباتِ الطبيعة الموجيّة للضّوء. ومنذ ذلكَ الحينِ كرّر العلماء التّجربة عديداً من المرّات باستخدام الإلكترونات والذّرات وحتّى الجزيئات. ومع بزوغِ الثّورة الكموميّة في النّصف الأوّل من القرن العشرين اكتسبت تجربةُ يونغ أهميّة إضافيّة، إذ أنّها وفّرت أداةً للتحقّق التّجريبيّ من مبدأ التّراكب الكموميّ، والّذي ينصّ أنّ الجسيم يمكنُه المرور عبر الشّقين في نفس اللحظة، وإمكانيّة التّواجد في مكانينِ في نفس اللحظة تُمثّل أحدَ الخواصّ الغريبةِ الّتي جاء بها الميكانيك الكموميّ.

مراجع
-----

1. ↑  Cassidy، David (2008). "Quantum Mechanics 1925–1927: Triumph of the Copenhagen Interpretation". *Werner Heisenberg*. American Institute of Physics. مؤرشف من الأصل في 2016-01-14. اطلع عليه بتاريخ 2008-06-21.
2. ↑  Lederman, 2011, p. 109 نسخة محفوظة 18 يناير 2017 على موقع واي باك مشين.
3. ↑  Donati، O؛ Missiroli، G F؛ Pozzi، G (1973). "An Experiment on Electron Interference". *American Journal of Physics*. ج. 41: 639–644. Bibcode:1973AmJPh..41..639D. DOI:10.1119/1.1987321.
* أيقونة بوابةبوابة الفيزياء