Klassik fizika nəzəriyyələri göstərir ki, iki və ya daha çox elektromaqnit dalğaları dağıdıcı şəkildə müdaxilə etdikdə (yəni, onların elektrik sahələri bir-birini ləğv etməklə) onlar maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilməzlər. Bunun əksinə olaraq, kvant mexanikası nəzəriyyəsi işıq hissəciklərinin orta elektrik sahəsi sıfıra bərabər olduqda belə, digər maddələrlə qarşılıqlı təsirini davam etdirdiyini göstərir.

San-Karlos Federal Universiteti, ETH Sürix və Maks Plank Kvant Optik İnstitutundan olan tədqiqatçılar bu yaxınlarda klassik və kvant mexanikası nəzəriyyələri arasındakı ziddiyyəti kvant optikası, işıq və maddə arasındakı qarşılıqlı əlaqəni kvant səviyyəsində tədqiq edən tədqiqat sahəsi vasitəsilə tədqiq edən bir araşdırma apardılar. Onların Physical Review Letters- də dərc olunmuş məqaləsi klassik müdaxilənin kollektiv parlaq və qaranlıq birləşmiş işıq halları olan xüsusi iki rejimli binomial vəziyyətdən yarandığını təklif edir.

“Birinci müəllif Celso J. Villas-Boas ilə boşluq QED mövzularında uzunmüddətli və məhsuldar əməkdaşlıqdan sonra o və mən bir neçə il və ya daha çox müddət ərzində məruzə olunan mövzu ilə bağlı bir çox dərin fikir mübadiləsi apardıq” deyə məqalənin baş müəllifi Gerhard Rempe Phys.org-a bildirib.

“Bir atomun iki optik boşluğa birləşdiyi və boşluqlara daxil olub çıxan tək fotonlarla apardığım kvant məlumat təcrübələrimdən ilhamlanaraq, atomun həm sıfır, həm də bir foton superpozisiyasında olan iki işıq sahəsinə məruz qalması halında nə baş verəcəyini düşünürdü. O, vəziyyəti parlaq və qaranlıq işığın vəziyyətləri baxımından təsvir etdi. 1950-ci illər.”

Villas-Boasın nəzərdən keçirdiyi ssenaridə Dikkin öz işində təsvir etdiyi iki (və ya daha çox) atom sıfır və ya bir fotonu olan iki (və ya daha çox) optik rejimlə əvəz olunur. Bu kontekstdə “parlaq” və “qaranlıq” terminləri əsas vəziyyət atomunun müvafiq olaraq həyəcanlana biləcəyini və ya həyəcanlana bilməyəcəyini (dağıdıcı şəkildə müdaxilə edən həyəcan amplitüdlərinə görə) nəzərdə tutur.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1745831340&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-quantum-optics-theory-classical-bright.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNS4wLjcwNDkuMTE1Il0sWyJOb3QtQS5CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiXV0sMF0.&dt=1745831340602&bpp=1&bdt=41&idt=83&shv=r20250423&mjsv=m202504220101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745831276%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745831276%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745831276%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1352316366985&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2049&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95354563%2C95354564%2C95357460%2C95358976%2C95359238%2C95359121%2C31090357&oid=2&pvsid=4663526928325804&tmod=546659483&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=87

“Bu şəklə cavab verərək, mən vəziyyəti dağıdıcı şəkildə müdaxilə edən və buna görə də atomu sahə düyününün (intensivliyin sıfır olduğu) mövqeyində həyəcanlandıra bilməyən iki əlaqəli işıq vəziyyəti ilə müqayisə etdim” dedi Rempe. “Kvant və klassik işıq sahələri arasındakı müqayisəm bizi sözün əsl mənasında klassik müdaxilənin intensivlik maksimal/minima və kvant-mexaniki parlaq/qaranlıq işığın halları ilə əlaqəsi haqqında düşünməyə məcbur etdi.”

Rempe ilə müzakirə olunan ideyalara əsaslanaraq, Villas-Boas həm tək foton (kvant) həm də koherent (kvazsi-klassik) vəziyyətlərdən istifadə edərək ikiqat yarıq təcrübəsini nəzəri olaraq təhlil etdi. Onun təhlilləri göstərdi ki, eksperimental olaraq müşahidə edilən müdaxilə nümunələri, maksimum və minimumlar, əslində, işığın parlaq (aşkar edilə bilən) və qaranlıq (aşkar edilə bilməyən) halları ilə izah edilə bilər.

“İkimiz arasında bir çox qismən mübahisəli müzakirələr daha sonra sahələr əvəzinə hissəciklərdən istifadə edən tamamilə yeni bir müdaxilə mənzərəsinə səbəb oldu” dedi Rempe. “Məsələn, dövri intensivliyi maksimum və minimuma malik klassik dayanıqlı işıq sahəsi (iki əks yayılan işıq dalğasından ibarətdir) indi müvafiq olaraq fotonların parlaq və qaranlıq hallarının alternativ ardıcıllığı kimi təsvir olunur.”

Qaranlıq vəziyyətlərin diqqətəlayiq xüsusiyyəti onların tərkibində fotonların olmasıdır. Tədqiqatçılar tərəfindən açıqlanan yeni nəzəri çərçivə bu fotonların müdaxilə modelinin düyünlərində olduğunu göstərir. Əlaqədar olduqları vəziyyət qaranlıq olduğundan, bu fotonların adi eksperimental üsullardan istifadə etməklə müşahidə olunmaz olduğu fərziyyə edilmişdir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

“Bu, ilkin olaraq təsvirimizin düzgün ola biləcəyinə şübhə yaradan olduqca əks-intuitiv mənzərədir” dedi Rempe. “Dəstək 1990-cı illərin sonlarında qrupumda apardığım və ikiqat yarıqlı eksperimentlərdə hansı yol müşahidəçisinin rolu ilə bağlı apardığım təcrübədən gəldi.

“O zaman mübahisəli şəkildə müzakirə edildiyi kimi, hansı yolla müşahidə (ikiqat yarıqdan keçən hissəciyi) müdaxilə edən hissəcikə bir impuls zərbəsi vurmayacaq qədər yumşaq ola bilər. Bu, müdaxilə modelini yumaq üçün müşahidənin hissəciyi parlaq bir bölgədən qaranlıq bölgəyə necə istiqamətləndirə biləcəyi ilə bağlı indiyə qədər açıq sual yaradır.”

Tədqiqatçılar tərəfindən göstərilən yeni nəzəri yanaşma klassik müdaxilə üçün kvant optikasına əsaslanan alternativ izahat təqdim edir. Xüsusilə, bu, hansı yolun aşkarlanmasının qaranlıq bölgələrdə vəziyyəti parlaq vəziyyətə dəyişdirdiyini təklif edir. Məhz, zərrəciyin trayektoriyasını mütləq dəyişmədən, hansı yolla gedən müşahidəçi vəziyyəti elə dəyişdirə bilər ki, hissəcik aşkarlana bilsin.

“Mənim təvazökar fikrimcə, bizim təsvirimiz mənalıdır, çünki o, klassik müdaxilənin (dalğalarla) kvant şəklini (hissəciklərlə) təmin edir: maksimum və minimumlar qarışıq parlaq (həmin cüt) və qaranlıq (birləşməyən) hissəcik hallarının nəticəsidir” dedi Rempe. “Deyərdim ki, bizim şəkilimiz Nyuton (hissəciklər), Maksvell (dalğalar), Eynşteyn (hissəciklər), Millikan (dalğalar) və bir çox başqaları kimi ən böyük ağılların iştirak etdiyi köhnə mübahisənin aspektlərini (hansı yolun aşkarlanması kimi) həll edir.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1745831372&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-quantum-optics-theory-classical-bright.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNS4wLjcwNDkuMTE1Il0sWyJOb3QtQS5CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiXV0sMF0.&dt=1745831340602&bpp=1&bdt=40&idt=111&shv=r20250423&mjsv=m202504220101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745831276%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745831276%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745831276%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=1352316366985&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4090&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=366&eid=95354563%2C95354564%2C95357460%2C95358976%2C95359238%2C95359121%2C31090357&oid=2&psts=AOrYGslIrxVmtP87pIQbNKOvY2lWWCqnlDEsQlrdUa-R6j2Q_M3YlGA8yLIC-WNoKY73v20HZQcvB6K7PMA2yyHvdE45Jvub&pvsid=4663526928325804&tmod=546659483&uas=1&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=31420

Rempe, Villas-Boas və onların həmkarlarının son araşdırması, hissəciklərin dolaşıq parlaq/tünd kvant superpozisiyaları baxımından maksimal və minimum intensivliyi təsvir edən dalğaların klassik müdaxiləsinə yeni bir baxış yaradır. Tədqiqatçılar Maksvellin klassik tənliklərinin bir çox kvant optik hadisələrini təsvir edə bilmədiyini artıq bilsələr də, komandanın yeni nəzəriyyəsi müdaxilənin daha ümumi təsvirini təqdim edir.

“Müəyyən mənada biz Maksvell tənliklərinin kvant mexanikasının məhdudlaşdırıcı halı olduğunu göstərdik” dedi Rempe. “Bu, modelə iki effektin daxil edilməsi ilə əldə edilir. Birincisi, müdaxilə modelini və onun işığa birləşməsini izləyən detektor tam kvant mexaniki üsulla işlənir. İkincisi, müdaxilə bir-birinə qarışmış hissəcik vəziyyətlərinin nəticəsi kimi təsvir edilir.

“Bu vəziyyətlərin, müvafiq olaraq, detektorla birləşməsindən asılı olaraq, parlaq və ya qaranlıq (və ya aralarındakı hər hansı bir şey) olduğu aşkar edilir. Qaranlıq vəziyyətin xarakterik xüsusiyyəti, hissəciklər ehtiva etməsidir, lakin bu hissəciklər seçilmiş detektor üçün müşahidə olunmur,”

Bu tədqiqatçılar qrupunun son işi tezliklə müdaxilə hadisələrini dalğalar əvəzinə hissəciklər baxımından təsvir edən yeni təqdim edilmiş nəzəriyyələrini daha da inkişaf etdirməyə yönəlmiş gələcək tədqiqatlara ilham verə bilər. Onların təklif etdiyi çərçivə klassik müdaxilənin indiki anlayışını inkişaf etdirə bilər , eyni zamanda gələcək eksperimental səyləri potensial olaraq istiqamətləndirə bilər.

“Bu araşdırmada biz xüsusi olaraq iki səviyyəli atomun əsas vəziyyətində müşahidə etdiyi yüngül hissəciklərin vəziyyətini araşdırdıq ” dedi Rempe. “Düşünürəm ki, ionlaşdırma cihazı və ya sadəcə səthdə çökmə kimi hər hansı digər uyğun detektor tərəfindən müşahidə edilən maddi hissəciklərin işini araşdırmaq da maraqlı olardı.”

Ətraflı məlumat: Celso J. Villas-Boas et al, Bright and Dark States of Light: The Quantum Origin of Classical Interference, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.133603 . ArXiv- də : arxiv.org/html/2112.05512v2

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

© 2025 Science X Network