Sna 1920idí, bhí an mheicnic chandamach, an teoiric atá mar bhunús le gach rud ó iompar na n-adamh go dtí oibriú ríomhairí chandamach, ar an mbealach chun glacadh go forleathan. Ach d’fhan rúndiamhair amháin: uaireanta iompraíonn réada chandamach, amhail leictreoin, adaimh agus móilíní, iad féin mar cháithníní, agus cuid eile cosúil le tonnta. Uaireanta iompraíonn siad fiú mar cháithníní agus tonnta ag an am céanna. Dá bhrí sin, agus iad ag déanamh staidéir ar na rudaí chandamach seo, ní raibh sé soiléir riamh cén cur chuige ba cheart d’eolaithe a úsáid ina gcuid ríomhaireachtaí.
Uaireanta bhí ar eolaithe glacadh leis gur tonnta a bhí sna réada candamach chun an toradh ceart a fháil. I gcásanna eile, bhí orthu glacadh leis gur cáithníní iarbhír a bhí sna réada. Uaireanta d'oibrigh ceachtar den dá chur chuige. Ach i gcásanna eile, níor thug ach cur chuige amháin an toradh ceart, agus thug an ceann eile toradh bréagach. Téann stair na faidhbe seo siar i bhfad, ach tá turgnaimh le déanaí tar éis solas nua a chaitheamh ar an tseancheist seo.
Stair chandamach
Sa turgnamh scoilte dúbailte den ainm céanna, a rinne Thomas Young den chéad uair i 1801, d'iompair solas cosúil le tonnta. Sa turgnamh seo, dírítear beam léasair ar scoilt dhúbailte, agus ansin breathnaítear ar an bpatrún mar thoradh air. Dá mbeadh an solas comhdhéanta de cháithníní, bheifí ag súil le dhá bhloc solais i gcruth scoilt. Ina áit sin, is é an toradh atá air ná go leor bloic solais beaga socraithe i bpatrún tréith. Dá gcuirfí scoilt dhúbailte sa sruth uisce bheadh an patrún céanna díreach thíos. Mar sin tháinig an tátal as an turgnamh seo gur tonn é solas.
Ansin, i 1881, rinne Heinrich Hertz fionnachtain greannmhar. Nuair a thóg sé dhá leictreoid agus chuir sé voltas ard go leor eatarthu, bhí an chuma ar spréach. Tá sé seo gnáth. Ach nuair a scaoil Hertz solas ar na leictreoidí seo, d’athraigh an spréachvoltas. Míníodh é seo ag an bhfíric gur bhuail an solas leictreoin as an ábhar leictreoid. Ach, aisteach go leor, níor tháinig aon athrú ar luas uasta na leictreon ejected má d'athraigh déine an tsolais, ach d'athraigh sé le minicíocht an tsolais. Bheadh an toradh seo dodhéanta dá mbeadh teoiric na dtonnta fíor. I 1905, bhí réiteach ag Albert Einstein: cáithnín a bhí i solas i ndáiríre. Bhí sé seo go léir míshásúil. Is fearr le heolaithe teoiric amháin atá fíor i gcónaí ná dhá theoiric atá fíor uaireanta. Agus mura bhfuil teoiric fíor ach uaireanta, ansin ba mhaith linn ar a laghad a bheith in ann a rá faoi na coinníollacha ina bhfuil sé fíor.
Ach ba é seo go beacht an fhadhb leis an bhfionnachtain seo. Ní raibh a fhios ag na fisiceoirí cathain ar cheart solas nó réad ar bith eile a mheas mar thonn agus cathain mar cháithnín. Bhí a fhios acu go n-eascraíonn rudaí áirithe iompar cosúil le tonnta, mar imill na slits. Ach ní raibh míniú soiléir acu ar an bhfáth go bhfuil sé seo amhlaidh nó cén uair ar cheart aon teoiric a úsáid.
Tugtar an riddle seo dualism corpuscular-tonn, fós caomhnaithe. Ach d’fhéadfadh staidéar nua roinnt solais a chur ar an scéal. Léirigh eolaithe ó Institiúid na nEolaíochtaí Bunúsacha sa Chóiré go mbíonn tionchar ag airíonna na foinse solais ar cé mhéad is cáithnín é agus cé mhéad is tonn é. Le cur chuige nua chun staidéar a dhéanamh ar an bhfadhb seo, tá cosán réitithe acu a bhféadfadh feabhsuithe sa ríomhaireacht chandamach a bheith mar thoradh orthu fiú. Nó dóchas den sórt sin.
Suimiúil freisin: Tógann próiseálaithe chandamach Google criostail ama níos faide ná teoiric
Conas cáithníní agus tonnta a dhéanamh
Sa turgnamh, d'úsáid na heolaithe scáthán leath-fhrithchaiteach chun an léas léasair a roinnt ina dhá chuid. Buaileann gach ceann de na gathanna seo an criostail, rud a tháirgeann dhá fhótón. Astaítear ceithre fhótón san iomlán, dhá cheann as gach criostail.
Sheol na heolaithe fótón amháin ó gach criostal isteach san idirfhearsaid. Comhcheanglaíonn an gléas seo dhá fhoinse solais agus cruthaíonn sé patrún cur isteach. Ba é Thomas Young a d’aimsigh an patrún seo den chéad uair ina thurgnamh dhá scoilt thuasluaite. Seo freisin a fheiceann tú nuair a chaitheann tú dhá chloch isteach i lochán: ripples uisce, cuid acu a atreisíonn a chéile agus cuid eile a neodrú a chéile. I bhfocail eile, aimsíonn an interferometer nádúr tonn an tsolais.
Baineadh úsáid as cosáin an dá fhótón eile chun a saintréithe corpusacha a chinneadh. Cé nár shonraigh údair an pháipéir conas a rinne siad é seo, de ghnáth déantar é trí fhótón a chur trí ábhar a thaispeánann cá ndeachaigh an fótón. Mar shampla, is féidir leat fótón a lámhach trí ghás, a adhaint ansin an áit a ndeachaigh an fótón. Trí dhíriú ar an trajectory seachas an ceann scríbe deiridh, is féidir leis an bhfótón a bheith ina tonn. Is é an fáth atá leis seo ná má thomhaiseann tú suíomh beacht an fhótóin ag gach nóiméad ama, tá sé cosúil le pointe agus ní féidir leis é féin a bhualadh.
Tá sé seo ar cheann de go leor samplaí san fhisic chandamach ina mbíonn tionchar gníomhach ag tomhas ar thoradh an tomhais sin. Mar sin, sa chuid seo den turgnamh, bhí an patrún trasnaíochta ag deireadh an trajectory fótóin as láthair. Mar sin, fuair na taighdeoirí amach conas is féidir le fótón a bheith ina cháithnín. Ba é an dúshlán a bhí ann anois ná a chainníochtú cé mhéad de seo a bhí ina cháithnín agus cé mhéad a bhí fágtha de nádúr na dtonn.
Ós rud é go dtáirgtear an dá fhótón den chriostail chéanna le chéile, cruthaíonn siad stát amháin chandamach. Ciallaíonn sé seo gur féidir foirmle matamaitice a aimsiú a chuireann síos ar an dá fhótón seo ag an am céanna. Mar thoradh air sin, más féidir le taighdeoirí a chainníochtú cé chomh láidir is atá an "claontacht" agus "tonnfhad" dhá fhótón, is féidir an cainníochtú sin a chur i bhfeidhm ar an bhíoma iomlán a shroicheann an criostail.
Go deimhin, d'éirigh leis na taighdeoirí. Thomhais siad cé chomh wavy a bhí an fótón trí infheictheacht an patrún trasnaíochta a sheiceáil. Nuair a bhí an infheictheacht ard, bhí an fótón an-chosúil le tonnta. Nuair is ar éigean a bhí an patrún le feiceáil, tháinig siad ar an gconclúid go gcaithfidh an fótón a bheith cosúil go mór le cáithnín.
Agus bhí an infheictheacht seo de thaisme. Bhí sé an líon is airde nuair a fuair an dá criostail an déine céanna an bhíoma léasair. Mar sin féin, má bhí an bhíoma ó chriostail amháin i bhfad níos déine ná an ceann eile, d'éirigh le hinfheictheacht an phhatrún an-faint, agus bhí níos mó seans ann go raibh cuma cáithníní ar na fótóin.
Is ábhar iontais an toradh seo mar i bhformhór na dturgnaimh ní dhéantar solas a thomhas ach i bhfoirm tonnta nó cáithníní. Sa lá atá inniu ann, i roinnt turgnaimh, rinneadh an dá pharaiméadar a thomhas ag an am céanna. Ciallaíonn sé seo go bhfuil sé éasca a chinneadh cé mhéad de gach maoin atá ag foinse solais.
Suimiúil freisin: Seolann QuTech brabhsálaí don idirlíon chandamach
Tá an-áthas ar fhisiceoirí teoiriciúla
Freagraíonn an toradh seo leis an tuar a rinne teoiriceoirí níos luaithe. De réir a dteoiric, braitheann cé chomh tonnúil agus corpusach atá réad chandamach ar íonacht na foinse. Níl san íonacht sa chomhthéacs seo ach slí bhréige chun an dóchúlacht a chur in iúl gurb í foinse chriostail ar leith an ceann a astaíonn an solas. Is é seo a leanas an fhoirmle: V2 + P2 = µ2, áit a bhfuil V infheictheacht an phatrún treorach, is é P infheictheacht an chosáin, agus is é µ íonacht na foinse.
Ciallaíonn sé seo gur féidir le réad chandamach cosúil le solas a bheith cosúil le tonnta go pointe áirithe agus cosúil le cáithníní go pointe áirithe, ach tá sé seo teoranta ag íonacht na foinse. Tá réad chandamach cosúil le tonn má tá patrún trasnaíochta le feiceáil nó mura bhfuil luach V cothrom le nialas. Chomh maith leis sin, tá sé cosúil le cáithnín má tá an cosán inbhraite nó má tá P neamh-nialas.
Iarmhairt eile a bhaineann leis an tuar seo is ea an íonacht ná má tá an chonair chandamach i bhfostú ard, go bhfuil an íonacht íseal, agus vice versa. Léirigh na heolaithe a rinne an turgnamh é seo go matamaiticiúil ina gcuid oibre. Trí íonacht na gcriostal a oiriúnú agus na torthaí a thomhas, bhí siad in ann a thaispeáint go raibh na tuartha teoiriciúla seo ceart go deimhin.
Suimiúil freisin: Seolfaidh NASA ríomhairí chandamach chun "sléibhte" sonraí a phróiseáil agus a stóráil
Ríomhairí chandamach níos tapúla?
Tá an nasc idir gabháil réad chandamach agus a chorpasúlacht agus a thonnacht thar a bheith suimiúil. Tá na gairis chandamach a d'fhéadfadh an t-idirlíon chandamach a chumhachtú bunaithe ar an bhfostú. Is analaí chandamach é an tIdirlíon chandamach ar cad is Idirlíon ann do ríomhairí clasaiceacha. Trí go leor ríomhairí chandamach a nascadh le chéile agus ligean dóibh sonraí a roinnt, tá súil ag eolaithe níos mó cumhachta a fháil ná mar a d'fhéadfaí a bhaint amach le ríomhaire chandamach amháin.
Ach in ionad giotán a chur síos ar shnáithín optúil, agus is é sin a dhéanaimid chun an t-idirlíon clasaiceach a chumhachtú, ní mór dúinn cubits a ghreamú chun an t-idirlíon chandamach a chruthú. Ciallaíonn sé sin go mbeimid in ann dul i bhfostú cáithnín agus waviness fótóin a thomhas gur féidir linn teacht ar bhealaí níos simplí chun cáilíocht an idirlín chandamach a rialú.
Ina theannta sin, is féidir le ríomhairí chandamach iad féin a fheabhsú trí úsáid a bhaint as dualachas tonncháithníneach. De réir thogra taighdeoirí ó Ollscoil Tsinghua na Síne, is féidir ríomhaire chandamach beag a reáchtáil trí laitís il-slit chun a chumhacht a mhéadú. Bheadh ríomhaire chandamach beag comhdhéanta de chúpla adamh a úsáidtear iad féin mar qubits, agus a leithéid de ghléasanna ann cheana féin.
Tá sé an-chosúil le solas a chur trí scoilt dhúbailte na hadaimh seo a rith trí laitís il-slit, cé go bhfuil sé beagán níos casta ar ndóigh. Cruthóidh sé seo níos mó stáit chandamach féideartha, rud a mhéadóidh, ar a seal, cumhacht an ríomhaire "fired". Tá an mhatamaitic taobh thiar de seo ró-chasta le míniú sa pháipéar seo, ach is é an toradh tábhachtach ná gur féidir le ríomhaire dhá chandamach den sórt sin a bheith níos fearr ag ríomhaireacht chomhthreomhar ná ag gnáthríomhairí chandamach. Tá ríomhaireacht chomhuaineach coitianta freisin sa ríomhaireacht chlasaiceach agus tagraíonn sí go bunúsach do chumas ríomhaire chun ilríomhanna a dhéanamh ag an am céanna, rud a fhágann go bhfuil sé níos tapúla ar an iomlán.
Mar sin, cé gur taighde an-bhunúsach é seo, tá iarratais fhéideartha ar an bhfód cheana féin. Faoi láthair tá sé dodhéanta a chruthú, ach d'fhéadfadh na fionnachtana seo ríomhairí chandamach a bhrostú agus teacht chun cinn an idirlín chandamach a bhrostú beagán.
Suimiúil freisin: Tá ríomhaire chandamach cruthaithe ag an tSín atá milliún uair níos cumhachtaí ná ríomhaire Google
An-bhunúsach, ach an-suimiúil
Ba chóir seo go léir a ghlacadh le go leor amhras. Tá an taighde soladach, ach tá sé an-bhunúsach freisin. Mar a tharlaíonn go hiondúil san eolaíocht agus sa teicneolaíocht, tá bealach fada ann ó thaighde bunúsach go feidhmchláir fhíorshaoil.
Ach fuair taighdeoirí ón gCóiré rud amháin an-suimiúil: ní imeoidh rúndiamhair an déachais tonn-cháithníní aon uair go luath. Ar a mhalairt, is cosúil go bhfuil sé fréamhaithe chomh domhain i ngach réad chandamach gur fearr é a úsáid. Leis an mbonn cainníochtúil nua a bhaineann le íonacht na foinse, beidh sé seo níos éasca é seo a dhéanamh.
Is féidir go dtarlódh ceann de na chéad chásanna úsáide sa ríomhaireacht chandamach. Mar atá léirithe ag eolaithe, tá baint idir idirghabhála chandamach agus dualchas tonn-cháithníní. Mar sin, in ionad dul i bhfostú, d’fhéadfaí méid na waviness agus corpuscularity a thomhas. D’fhéadfadh sé seo cabhrú le heolaithe atá ag obair ar idirlíon chandamach a chruthú. Nó is féidir leat é a úsáid duals chun ríomhairí chandamach a fheabhsú agus iad a dhéanamh níos tapúla. Slí amháin nó slí, tá an chuma ar an scéal go bhfuil amanna candamach spreagúil díreach timpeall an chúinne.
Léigh freisin:
Go raibh maith agat as an alt! "Tá cláir fhéideartha ar an spéir cheana féin" - is dócha nach cláir, ach feidhmchláir?
Go raibh maith agat, an-suimiúil. Tuilleadh altanna dá leithéid.
Go raibh maith agat! Déanfaimid iarracht ;)