[ad_1]
ఫిజిక్స్ నోబెల్ 2022: మంగళవారం నాడు ఫిజిక్స్‌లో 2022 నోబెల్ బహుమతిని గెలుచుకున్న అలైన్ ఆస్పెక్ట్, జాన్ క్లాజర్ మరియు అంటోన్ జైలింగర్ విడివిడిగా క్వాంటం మెకానిక్స్ రంగంలో సరికొత్త ప్రయోగాలు చేశారు, ఇది కొత్త యుగమైన క్వాంటం టెక్నాలజీకి పునాది. భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు “చిక్కుకున్న ఫోటాన్‌లతో చేసిన ప్రయోగాలకు, బెల్ అసమానతలను ఉల్లంఘించినందుకు మరియు క్వాంటం ఇన్ఫర్మేషన్ సైన్స్‌కు మార్గదర్శకత్వం వహించినందుకు” నోబెల్ బహుమతిని పొందారు.
క్వాంటం మెకానిక్స్‌లో ముఖ్యమైన అంశం అయిన క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్ అనే దృగ్విషయంలో చిక్కుకున్న కణాలను పరిశోధించే మరియు నియంత్రించే సామర్థ్యాన్ని వారు ప్రదర్శించారు.
క్వాంటం మెకానిక్స్ అంటే ఏమిటి?
క్వాంటం మెకానిక్స్ అనేది భౌతిక శాస్త్రంలో ఒక శాఖ, ఇది పరమాణు మరియు సబ్‌మోలిక్యులర్ రంగంలోని కణాల స్థాయిపై ప్రకృతిని వివరిస్తుంది మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌లు, లేజర్‌లు, గ్లోబల్ పొజిషనింగ్ సిస్టమ్ (GPS), క్వాంటం కంప్యూటర్‌లు, ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ మరియు మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ ఇమేజింగ్ వంటి పురోగతికి దారితీసింది. ఈ కణాలలో అణువులు, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ఫోటాన్లు ఉన్నాయి.
క్వాంటం మెకానిక్స్ ఒక నిర్దిష్ట సంఘటన కోసం బహుళ సంభావ్యతలను కలిగి ఉన్న వస్తువులను వివరిస్తుంది.
క్లాసికల్ కంప్యూటర్‌లకు చాలా కష్టమైన సమస్యలను పరిష్కరించడానికి క్వాంటం కంప్యూటింగ్ క్వాంటం మెకానిక్స్ నియమాలను ఉపయోగిస్తుంది.
క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్ అంటే ఏమిటి?
పైన చెప్పినట్లుగా, ఇది క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క ముఖ్యమైన అంశం. క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్ అనేది ఒక కణం యొక్క ప్రవర్తన మరొక కణం యొక్క ప్రవర్తనను నిర్ణయించినప్పుడు సంభవించే దృగ్విషయాన్ని సూచిస్తుంది. ఒక పరిశీలకుడు ఒక కణం యొక్క లక్షణాలను నిర్ణయిస్తే, వారు మరొక కణం యొక్క ప్రవర్తనను తెలుసుకుంటారు. వీటిని ఎంటాంగిల్డ్ పార్టికల్స్ అని పిలుస్తారు మరియు దీనినే Aspect, Clauser మరియు Zeilinger అధ్యయనం చేశారు.
కాలిఫోర్నియాలోని వాల్‌నట్ క్రీక్‌లో ఒక కంపెనీని నడుపుతున్న క్లాజర్, క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్‌ను పరీక్షించడానికి ఒక ఆచరణాత్మక ప్రయోగాన్ని నిర్వహించారు మరియు చిక్కుకున్న కణాలలో ముందస్తు అవసరమైన సమాచారం ఉందా. యూనివర్శిటీ పారిస్-సాక్లే మరియు ఎకోల్ పాలిటెక్నిక్‌లో ప్రొఫెసర్ అయిన ఆస్పెక్ట్, క్లాజర్ ప్రయోగాలలోని కొన్ని లొసుగులను మూసివేయడానికి ఒక సెటప్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఇంతలో, ఆస్ట్రియాలోని వియన్నా విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రొఫెసర్ అయిన జైలింగర్, క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్‌ను ప్రదర్శించడానికి శుద్ధి చేసిన సాధనాలను ఉపయోగించారు, ఈ దృగ్విషయం ఒక క్వాంటం స్థితిని దూరం వద్ద ఉన్న ఒక కణం నుండి మరొక కణానికి తరలించడం సాధ్యం చేస్తుంది.
చాలా కాలంగా, శాస్త్రవేత్తలు చిక్కుకున్న స్థితిలో ఉన్న కణాల మధ్య పరస్పర సంబంధం దాచిన వేరియబుల్‌లను కలిగి ఉన్నారా లేదా ఒక ప్రయోగంలో అవి ఏ ఫలితాన్ని చూపించాలో తెలిపే సూచనలను కలిగి ఉన్నాయా అని ఆలోచిస్తున్నారు.
ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ మరియు అతని సహచరులు 1930లలో మొదటిసారిగా క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్ యొక్క దృగ్విషయాన్ని ప్రతిపాదించారు. ఐన్స్టీన్ స్వయంగా చిక్కుకోవడం యొక్క ప్రామాణికతను ప్రశ్నించాడు మరియు దానిని దూరం వద్ద భయానక చర్యగా అభివర్ణించాడు. ఆస్ట్రియన్-ఐరిష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఎర్విన్ ష్రోడింగర్ మాట్లాడుతూ చిక్కు అనేది క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన లక్షణం.
క్వాంటం మెకానిక్స్ కారణం మరియు ప్రభావం గురించిన ఆలోచనలకు విరుద్ధంగా ఉంటుంది. ఒక నిర్దిష్ట విషయం ఎక్కడో జరిగే సంఘటన ద్వారా ఆ స్థలం నుండి సిగ్నల్ ఆ విషయాన్ని చేరుకోకుండా ఎలా ప్రభావితం చేయగలదనే ప్రశ్న తలెత్తుతుంది.
ఐన్స్టీన్ దీనిని అసాధ్యమైనదిగా అభివర్ణించాడు మరియు అతని సహచరులు బోరిస్ పోడోల్స్కీ మరియు నాథన్ రోసెన్‌లతో కలిసి 1935లో ఒక తార్కికతను సమర్పించారు. క్వాంటం మెకానిక్స్ వాస్తవికత యొక్క పూర్తి వివరణను అందించడం లేదని తెలిపే వాదనను EPR పారడాక్స్ అంటారు.
బెల్ యొక్క అసమానతలు
ఇది ఉత్తర ఐరిష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త జాన్ స్టీవర్ట్ బెల్ ప్రతిపాదించిన భావన. CERN, యూరోపియన్ పార్టికల్ ఫిజిక్స్ లాబొరేటరీలో పనిచేసిన బెల్, ప్రపంచం పూర్తిగా క్వాంటం మెకానికల్‌గా ఉందా లేదా దాచిన వేరియబుల్స్‌తో మరొక వివరణ ఉందా అని నిర్ధారించే ఒక రకమైన ప్రయోగం ఉందని కనుగొన్నారు (ఇది కనెక్షన్‌కు బాధ్యత వహిస్తుంది. చిక్కుకున్న కణాల మధ్య).
బెల్ యొక్క ప్రయోగం చాలాసార్లు పునరావృతమైతే, అది నిర్దిష్ట విలువ కంటే తక్కువగా లేదా గరిష్టంగా సమానంగా ఉండే ఫలితాలకు దారి తీస్తుంది. సహసంబంధం నిర్దిష్ట విలువను మించకూడదని దీని అర్థం. ఈ విలువను బెల్ యొక్క అసమానత అంటారు. ఈ అసమానత ఉల్లంఘించబడితే, దాచిన వేరియబుల్స్ లేవని అర్థం. కాబట్టి, క్వాంటం మెకానిక్స్ సరైనది.
ఇంకా చదవండి | నోబెల్ బహుమతి 2022: మానవులు మరియు అంతరించిపోయిన బంధువుల మధ్య సంబంధం – స్వీడిష్ జెనెటిసిస్ట్ ఫిజియాలజీ నోబెల్ గెలుచుకున్న ఆవిష్కరణలు
క్లాసర్ యొక్క ప్రయోగాలు బెల్ యొక్క అసమానతను ఉల్లంఘించే ఫలితాలను ఇచ్చాయి, అంటే క్వాంటం మెకానిక్స్ దాచిన వేరియబుల్స్‌ని ఉపయోగించే సిద్ధాంతంతో భర్తీ చేయబడదు.
చిక్కుకున్న జంటలను బంతుల ద్వారా వివరిస్తుంది
శాస్త్రవేత్తలు వ్యతిరేక దిశలలో వ్యతిరేక రంగులలో బంతులను బయటకు తీసే యంత్రం ద్వారా క్వాంటం మెకానిక్స్‌లో చిక్కుకున్న జతలను వివరించారు. ఉదాహరణకు, A అని పిలువబడే వ్యక్తి బంతిని పట్టుకుని, అది నల్లగా ఉందని చూస్తే, ఎదురుగా ఉన్న B, తెల్లటి బంతిని పట్టుకున్నట్లు వారికి వెంటనే తెలుస్తుంది.
దాచిన వేరియబుల్స్ సిద్ధాంతం సరైనదైతే, ఏ రంగును చూపించాలనే దాని గురించి బంతుల్లో ఎల్లప్పుడూ దాచిన సమాచారం ఉందని అర్థం, నోబెల్ ప్రైజ్ ఆర్గనైజేషన్ తన వెబ్‌సైట్‌లో పేర్కొంది. మరోవైపు, క్వాంటం మెకానిక్స్ సిద్ధాంతం, ఎవరైనా వాటిని చూసే వరకు బంతులు బూడిద రంగులో ఉన్నాయని చెబుతుంది. బంతుల్లో ఒకటి యాదృచ్ఛికంగా తెల్లగా మరియు మరొకటి నల్లగా మారింది.
క్వాంటం మెకానిక్స్ బంతులు బూడిద రంగులో ఉన్నాయని, రహస్య సమాచారం లేకుండా ఉంటుందని మరియు ప్రయోగంలో ఏది నల్లగా మరియు ఏది తెల్లగా మారుతుందో అవకాశం నిర్ణయిస్తుంది.
క్లాసర్ బెల్ యొక్క అసమానతలను ఎలా పరీక్షించాడు
క్లాజర్ మరియు అతని సహచరులు ఒక ప్రయోగాన్ని నిర్వహించారు, దీనిలో ఒక జత చిక్కుకున్న కణాలను వ్యతిరేక దిశల్లో పంపారు. క్లాజర్ యొక్క ఉపకరణం ఒక సమయంలో రెండు చిక్కుకున్న ఫోటాన్‌లను విడుదల చేస్తుంది, ఒక్కొక్కటి ఫిల్టర్ వైపు. డాక్టరల్ విద్యార్థి స్టువర్ట్ ఫ్రీడ్‌మాన్‌తో కలిసి, అతను బెల్ అసమానత యొక్క స్పష్టమైన ఉల్లంఘన మరియు క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క అంచనాలతో ఏకీభవించిన ఫలితాన్ని అందించాడు.
క్లాజర్ యొక్క ప్రయోగాలకు ఉన్న పరిమితుల్లో ఒకటి, కణాలను ఉత్పత్తి చేయడం మరియు సంగ్రహించడంలో ఇది అసమర్థమైనది. అలాగే, ఫిల్టర్‌లు స్థిర కోణాలలో ఉన్నందున కొలత ముందుగా సెట్ చేయబడింది, ఫలితంగా లొసుగులు ఏర్పడతాయి.
అందువల్ల, ఒక పరిశీలకుడు ఫలితాలను ప్రశ్నించవచ్చు మరియు కణాలు బలమైన సహసంబంధాన్ని కలిగి ఉండే విధంగా కణాలను ఎంచుకునే ప్రయోగాత్మక సెటప్ యొక్క అవకాశాన్ని పెంచవచ్చు.
అలైన్ యాస్పెక్ట్ క్లాజర్ పనిలో లొసుగులను ఎలా మూసివేసింది
Clauser యొక్క ప్రయోగాత్మక సెటప్ యొక్క కొత్త వెర్షన్‌ను రూపొందించడం ద్వారా ఈ లొసుగును తొలగించడంలో Aspect సహాయపడింది. ఆస్పెక్ట్ యొక్క సెటప్ ఫిల్టర్ గుండా వెళ్ళిన ఫోటాన్‌లను అలాగే చేయని వాటిని నమోదు చేసింది, ఇది మరిన్ని ఫోటాన్‌లను గుర్తించిందని మరియు అందువల్ల మెరుగైన కొలతలను సూచిస్తుంది.
జైలింగర్ చిక్కుబడ్డ జతల ఫోటాన్‌లను సృష్టించడం ద్వారా బెల్ యొక్క అసమానతలకు మరిన్ని పరీక్షలు నిర్వహించారు. అతను ఫోటాన్‌లను రూపొందించడానికి ప్రత్యేక క్రిస్టల్‌పై లేజర్‌ను ప్రకాశింపజేసాడు మరియు కొలత సెట్టింగ్‌ల మధ్య మారడానికి యాదృచ్ఛిక సంఖ్యలను ఉపయోగించాడు. తన ప్రయోగాలలో ఒకదానిలో, అతను ఫిల్టర్‌లను నియంత్రించడానికి మరియు సిగ్నల్‌లు ఒకదానికొకటి ప్రభావితం కాకుండా చూసేందుకు సుదూర గెలాక్సీల నుండి సంకేతాలను ఉపయోగించాడు.
క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్
చిక్కుబడ్డ క్వాంటం స్థితులకు ధన్యవాదాలు, కొత్త మార్గాల్లో సమాచారాన్ని ప్రాసెస్ చేయవచ్చు మరియు సమాచారాన్ని బదిలీ చేయవచ్చు. చిక్కుకుపోయిన జతలోని కణాలు వ్యతిరేక దిశలలో ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు మరియు ఎంటిటీలలో ఒకటి చిక్కుకుపోయే విధంగా మూడవ కణాన్ని కలిసినప్పుడు, కణాలు కొత్త భాగస్వామ్య స్థితిలోకి ప్రవేశిస్తాయి. మూడవ కణం నుండి అసలు లక్షణాలు అసలు జత నుండి సోలో కణానికి బదిలీ చేయబడినప్పటికీ, మూడవ కణం దాని గుర్తింపును కోల్పోతుంది.
తెలియని క్వాంటం స్థితిని ఒక కణం నుండి మరొక కణంకి బదిలీ చేసే దృగ్విషయాన్ని క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్ అంటారు, జైలింగర్ మరియు అతని సహచరులు మొదటిసారిగా 1997లో నిర్వహించారు.
ఫలితాలు ప్రపంచానికి ఎలా సహాయపడతాయి
నోబెల్ గ్రహీతల ప్రయోగాలు క్వాంటం కంప్యూటేషన్ మరియు క్వాంటం ఎన్‌క్రిప్షన్‌కు పునాది వేసింది.
ఒక ఉపగ్రహం మరియు భూమిపై స్టేషన్ మధ్య చిక్కుకున్న క్వాంటం స్థితులు కూడా ప్రదర్శించబడ్డాయి. Clauser, Aspect మరియు Zeilinger నిర్వహించిన ప్రయోగాలు క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క శక్తివంతమైన లక్షణాలను ఉపయోగించుకోవడానికి కొత్త మార్గాలకు మార్గం సుగమం చేశాయి.
ఇంకా చదవండి | క్వాంటం కంప్యూటింగ్: ఇది ఏమిటి? క్లాసికల్ కంప్యూటింగ్ నుండి ఇది ఎలా భిన్నంగా ఉంటుంది? ఇది ఎలా పని చేస్తుంది?
[ad_2]
Source link