[FAR...CRY]

ما دام من غير الممكن تغيير فعلي في الماضي، بل ما نقوم به هو تحديده و صقله فقط، فهل يمكننا على الأقل مسح آثار هذا الماضي على الحاضر ؟، في حياتنا اليومية يمكننا تفادي آثار الماضي، مثلاً حين تُلقى عليك كرة و تتفاداها، فلحظة إلقاء الكرة كان يبدو أنها ستصدمك، لكن حين أصبحت تلك اللحظة من الماضي و أمكنك إضافة فعل آخر، تفاديت أثر هذا الماضي، و ليس في ذلك أية غرابة، لكن السؤال أعمق من مثل تلك الأحداث اليومية، هل يمكننا مسح آثار الماضي فعلاً ؟.

مثال من حياتنا اليومية على هذا هو أن مثلاً أمامك بابين يؤديان لغرفتين، أحداهما تحوي ما تريده و الأخرى فارغة، و الأبواب تلك بعد دخولك تغلق و لا تستطيع الخروج، فدخلت أحد الحجرتين و وجدتها فارغة، هل يمكن مسح آثار إختيارك لهذا الباب و الدخول إلى الغرفة الأخرى ؟ هل يمكننا مسح الماضي بتلك الحالة ؟، بخبرتنا اليومية فهذا غير ممكن، فقد عبرت الباب و أنتهى الأمر و أياً كان ما تفعله بعد عبورك له لن يُغير من إختيارك بالماضي، لكن بالعالم الكمومي، كما رأينا، الحال دائماً مختلف.

تجربة الـ Quantum Eraser

تركيب التجربة، كما نرى بالأعلى، هو ذاته تركيب تجربة الشق المزدوج مع تعديلات بسيطة، فعند كل شق أضفنا جهاز (الدوائر الزرقاء) يقوم بوضع علامة على كل فوتون يمر، بحيث يضع كل جهاز علامة مختلفة عن الجهاز الآخر، مما يُمكننا عند فحص الفوتون أن نعرف من أي شق عبر، تفاصيل كيفية وضع تلك العلامة لن نتطرق لها هنا كي تبقى التجربة بسيطة، لكن الجهازين يقومان بتغيير محور دوران الفوتون إلى إتجاه معين، فإن كان الحاجز الذي نرى عليه التداخل يُسجل أيضاً إتجاه دوران كل فوتون، فيمكننا معرفة من أي شق عبر هذا الفوتون.

حين نقوم بإطلاق الفوتونات و تركيب التجربة بهذا الشكل لا نحصل على تداخل، فجهازين وضع العلامات يوفرون المعلومة المتعلقة بأية طريق يسلكه الفوتون، مما يلغي الماضي المتراكب للفوتون و يدفعه لإختيار ماضي محدد بطريق واحد، أي أن يعبر من شق واحد، حتى الأن لا يوجد جديد بالتجربة.

لكن ماذا يحدث إن أضفنا جهاز (الشريط الأخضر) أمام الحاجز، أي بعد عبور الفوتونات للشقين، و هذا الجهاز يلغي قدرتنا على معرفة من أي شق عبر الفوتون عبر مسح تلك العلامة الموضوعة على الفوتون ؟، هل سيعاود نمط التداخل الظهور ؟ لاحظ أن ما يحدث هنا حسب نظرتنا هو أن جهازين وضع العلامات يدفعان الفوتون ليعبر إما هذا الشق أو ذاك، وضعنا لجهاز يقوم بمسح العلامة بعد عبور الفوتون للشقين يبدو متأخر جداً لجعل نمط التداخل يعاود الظهور، فلكي يحدث تداخل لابد أن يمر الفوتون من الشقين كموجة، أي أن يمر من كلا الشقين ليتداخل مع نفسه، لكن جهازين وضع العلامات لا يسمحان له بأن يتصرف كموجة، فحتى إزالة العلامة لا تستطيع حسب فهمنا من مسح الأثر الآخر للجهازين، و هو عبور الفوتون من جهة واحدة.

لكن كما ستكون قد توقعت، فإن نمط التداخل يعاود الظهور، مع إزالة معلومة أي طريق يسلكه الفوتون، حتى و إن تمت تلك الإزالة بعد إختيار الفوتون للطريق، أي أن جهاز المسح عبر إزالته للعلامة يقوم أيضاً بمسح ما حدث سابقاً، بمسح إختيار الفوتون بالماضي، و كما بتجربة الـ Delayed Choice فإن مسح العلامة يمكن أن نقوم به بعد بلايين الأعوام من عبور الفوتون لأحد الشقين، و سيظل مسح العلامة هذا يزيل أثر الماضي، أثر إختيار الفوتون لأحد الشقين، فيعود نمط التداخل للظهور.

كيف يُمكننا وضع هذا بشكل نستطيع فهمه ؟، في الحقيقة إن بدلاً من جهازين العلامات، قمنا بوضع جهازين رصد عند كل شق، لا يوجد أية وسيلة لإستعادة التداخل لاحقاً، فجهازين الرصد سيخبرانا بشكل حتمي من أين يعبر الفوتون، أما جهازين وضع العلامات لا يقومان برصد الفوتون، فقط يضعون عليه علامة تجعل من الممكن إن تم رصده لاحقاً أن نعرف من أي شق عبر، بشكل تقريبي كل جهاز وضع علامات يدفع موجة الفوتون لأن تكون أكبر كثيراً في أحد المسارين عن المسار الآخر، فلا يحدث تداخل، لكن ما يفعله جهاز إزالة العلامات هو أنه يقوم بإعادة تشكيل الموجة، فيجعلها متساوية في المسارين، مما يُنتج تداخل.

قد تبدو تلك التجربة بالتفسير الأخير لا غرابة بها إطلاقاً، لكنها مقدمة لتجربة أكثر تعقيداً تتكون من مزيج من تجربة الـ Delayed Choice و تلك التجربة، نتناولها بالمقال القادم بإذن الله.

[احمد اليافعي]

تتحدث عن فوتون واحد وتريد له ان يمر من شقين مختلفين في آن واحد ؟ام تتحدث عن فوتونين لهما نفس التردد ؟

[FAR...CRY]

السلام عليكم و رحمة الله،..

فوتون واحد يمر من الشقين بسبب تصرفه كموجة، و لا أريد له أن يمر من الشقين، بل هو ما حدث فعلاً بأياً من التجارب التي ذكرتها في سلسلة المقالات تلك.