[ تعرٌف على ] نظرية دي بروي-بوم # اخر تحديث اليوم 2024-04-18

تم النشر اليوم 2024-04-18 | نظرية دي بروي-بوم

نظرة عامة

تجربة الشق المزدوج
تعتبر تجربة الشق المزدوج بمثابة توضيح لإزدواجية الموجة والجسيم، وينتقل شعاع من الجسيمات (مثل الإلكترونات) عبر حاجز ذي شقين. إذا وضعنا شاشة كاشفة على الجانب الموجود خلف الحاجز، يُظهر نمط الجسيمات المُكتشفة خاصية هدب التداخل للموجات الواصلة على الشاشة من المصدرين (الشقين)، ولكن يتكون نمط التداخل من نقاط مُفردة ترمز إلى الجسيمات الواصلة إلى الشاشة. يُبرز النظام سلوك كل من الموجات (أنماط التداخل) والجسيمات (النقاط على الشاشة). إذا عدّلنا تلك التجربة بإغلاق شق من الاثنين، لا يُلاحظ نمط التداخل حينها. لذا تؤثر حالة الشقين على النتائج النهائية. نستطيع أيضًا اعتماد الترتيب للحصول على مستكشف بحد أدنى من الاتساع في مقابل أحد الشقين لاكتشاف أي الشقين مر الجسيم من خلاله. عند فعل ذلك، يختفي نمط التداخل. يوضح تفسير كوبنهاغن أن الجسيمات ليست محددة بالمكان حتى تُكتشف، لذا إن لم يوجد مستكشف على الشقين، فلا توجد معلومات تبين أيًا من الشقين مرت الجسيمات من خلاله. إذا احتوى أحد الشقين على مستكشف، فالدالة الموجية ستنهار نتيجة لهذا الكشف. في نظرية دي بروغلي-بوم، تُحدد الدالة الموجية على كلي الشقين، ولكن لكل جسيم مسار محدد المعالم يمر خلال أحد الشقين بالتحديد. يُحدد الموضع النهائي للجسيم على الشاشة الكاشفة، وكذلك الشق الذي يمر الجسيم من خلاله عن طريق الموضع الابتدائي للجسيم. ذلك الموضع الابتدائي غير قابل للمعرفة أو التحكم بواسطة المجرب، لذا تظهر العشوائية في النمط المُكتشف. استخدم بوم في أوراقه البحثية عام 1952 الدالة الموجية لإنشاء احتمالية كمومية، والتي أعطت مسارات تدفق الجسيمات خلال الشقين عند استخدامها في معادلات نيوتن. في الواقع، تتداخل الدالة الموجية مع نفسها وتقود الجسيمات عن طريق الاحتمال الكمومي، وتتجنب الجسيمات المناطق التي يكون فيها التداخل هدّامًا وتنجذب نحو مناطق التداخل البناء، منتجةً نمط التداخل على الشاشة الكاشفة. لوصف سلوك الجسيم عند اكتشاف مروره خلال أحد الشقين، يجب الأخذ في الاعتبار دور الدالة الموجية الشرطية وكيف تؤثر على انهيار الدالة الموجية. الفكرة الأساسية هي أن بيئة تسجيل الكشف تقسم حزمتيّ الموجة بفاعلية في الفراغ التشكيلي. أُجريت تجربة في عام 2016 لتأكيد صحة نظرية دي بروغلي-بوم عن طريق استخدام قطرات من زيت السيليكون. في تلك التجربة، وُضعت قطرة من زيت السيليكون في حمام لمائع مهتز، ثم قفزت بعدها عبر الحمام مدفوعةً بالموجات الحادثة نتيجة تصادماتها، محاكيةً السلوك الاستاتيكي للإلكترون بدقة متناهية.

شرح مبسط

نظرية دي بروغلي-بوم، والمعروفة ايضًا بنظرية الموجة الدليلية أو الميكانيكا البومية أو تفسير بوم، هي أحد تفسيرات ميكانيكا الكم. إضافةً إلى كونها دالة موجية في الوسط بجميع الأشكال الممكنة، تفترض النظرية أيضًا شكلًا محددًا يوجد حتى لو لم يكن مُلاحظًا. يُعطَى التطور خلال زمن التكوين من معادلة شرودنجر. سُميت النظرية نسبة إلى لويس دي بروي (1892-1987) وديفيد بوم (1917-1992).