آزمایش EPR و اسرار الکترون ها

آیا توابع موج ما در آغاز زمان در هم تنیده بوده اند؟
آنچه که بر سر ما بیاید خود به خود بر چیزهایی در فواصل دوردست عالم همزمان تاثیر می گذارد.

کلید دور فرستی کوانتومی در مقاله ی مشهور آلبرت انیشتین و همکارانش بوریس پودولسکی و ناتان روزون نهفته است که به قصد رد کردن قوانین احتمال در فیزیک مطرح کردند:
اگر دو الکترون در آغاز با هماهنگی ارتعاش کنند (حالتی به نام همدوسی) می توانند به صورت هماهنگ و همگام به صورت موج باقی بمانند حتی اگر آن ها بسیار دور از هم باشند.
با آن که این دو الکترون چه بسا سال های نوری از هم دور باشند کماکان موج شرودینگر نامرئی مانند بند ناف آنها را به هم متصل نگه می دارد.
اگر بلایی سر یک الکترون بیاید، آنگاه مقداری از آن اطلاعات فورا به دیگری منتقل می شود.
در لحظه ی آغاز جهان تمامی توابع موج در هم تنیده بوده اند و سپس با مرور زمان و انبساط عالم آن ها از هم جدا شده و هر کدام به اعماقی از جهان هستی رفتند اما بر اساس معادله ی موج شرودینگر هنوز هم با هم در ارتباط هستند و به وسیله ی چیزی مانند بند ناف که همان معادلات موج شرودینگر هستند با هم در ارتباطند.
پس آیا ما می توانیم بفهمیم که آن ها اکنون در چه وضعیتی قرار دارند؟
به این عمل « درهم تنیدگی کوانتومی» می گوییم.( ذراتی که با هم همدوست هستند در حال ارتعاشند دارای نوعی خط ارتباطی ژرف بین خود هستند)
دو الکترون همدوس که به صورت هماهنگ با هم نوسان می کنند را در نظر بگیرید.
حال فرض کنید که آن دو در جهت های مخالف از هم دور می شوند.
اسپین هر الکترون می تواند به سمت بالا و یا پایین باشد( اسپین را نحوه ی حرکت یا ارتعاش الکترون در نظر بگیرید، یکی از بالا به پایین ارتعاش می کند و دیگری از پایین به به بالا).
فرض می کنیم که اسپین کل سیستم برابر صفر است، به طوری که اگر اسپین یک الکترون بالا باشد آنگاه خود به خود می دانیم که اسپین الکترون دیگر پایین است.
بنا به نظریه ی کوانتوم پیش از انجام اندازه گیری الکترون نه در بالا و نه در پایین اسپین می کند، بلکه در حالتی بینابین است که در آن همزمان در بالا و پایین اسپین می کند.به محض انجام مشاهده تابع موج می رمبد و ذره در حالتی مشخص قرار می گیرید، یا اسپین بالا و یا اسپین پایین.
حال اسپین یک الکترون را اندازه می گیریم:
مثلا اسپین بالاست. بدین ترتیب فورا می دانیم که اسپین الکترون دوم پایین است.
حتی اگر الکترون ها سال های نوری از هم دور باشند به محض اندازه گیری اسپین الکترون اول فورا از اسپین الکترون دوم خبردار می شویم.
در واقع شما سریعتر از سرعت نور از این موضوع آگاه می شوید!
چون این دو الکترون «درهم تنیده اند» یعنی توابع موج آنها در هماهنگی می تپند، توابع موج آنها با «ریسمان» و یا بند نافی نامرئی به هم متصلند.
هر آنچه که بر سر یک الکترون بیاید خود به خود بر دیگری هم تاثیر می گذارد.
نکته ی شگفت انگیزی در این موضوع نهفته است:
آنچه که بر سر ما بیاید خود به خود بر چیزهایی در فواصل دوردست گیتی همزمان تاثیر می گذارد، چون توابع موج ما احتمالا در آغاز زمان در هم تنیده بوده اند.
مانند این است که شبکه ای از درهم تنیدگی هست که گوشه های دوردست گیتی، شامل ما را به هم متصل می کند.
انیشتین آزمایش EPR را به عنوان منادی مرگ نظریه ی کوانتوم طرح ریزی کرد.ولی در دهه ی ۱۹۸۰ آلن آسپه و همکارانش در فرانسه این آزمایش را با دو آشکارساز به فاصله ی ۱۳ متر انجام دادند و اسپین های فوتون های گسیل شده از اتم های کلسیم را اندازه گرفتند و نتایج دقیقا با نظریه ی کوانتوم همخوانی داشت.
انگار خداوند با گیتی تاس بازی می کند.
هرچند ما سریعتر از سرعت نور توانستیم اسپین الکترونی در فاصله ی میلیاردها سال نوری را دریابیم اما این اطلاعات تصادفی هستند و در نتیجه به درد نخور. حتی اگر اطلاعات تندتر از نور هم حرکت کنند شما نمی توانید پیامی واقعی یا رمز مورس را از طریق آزمایش EPR ارسال کنید.البته با توجه به فن آوری های امروزی. هنوز کسی از آینده خبر ندارد، شاید روزی توانستیم!