در یک دستاورد علمی مهم و قابل توجه، فیزیکدانان برای نخستین بار موفق شدند تا مفهومی پیچیده و انتزاعی به نام زمان موهومی را در جهان واقعی مشاهده و اندازهگیری کنند. این کشف، که ارتباطی عمیق میان نظریههای ریاضی و پدیدههای فیزیکی برقرار میکند، میتواند چشمانداز جدیدی از نحوه تعامل نور با ماده به دست دهد و به درک دقیقتر و پیشرفتهتری از فرآیندهای فیزیکی منجر شود. اهمیت این یافته در آن است که مفهومی که پیشتر صرفاً در قالب معادلات و مدلهای ریاضی مورد بررسی قرار میگرفت، حالا بهصورت یک پدیده قابل مشاهده در آزمایشهای فیزیکی جلوهگر شده است.
به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، هنگام عبور نور از یک ماده شفاف مانند شیشه، سرعت نور کاهش مییابد که این کاهش سرعت بهصورت تأخیر زمانی در رسیدن نور به نقطه مقصد ظاهر میشود. این تأخیر زمانی به دانشمندان امکان میدهد اطلاعات ارزشمندی درباره ساختار داخلی ماده به دست آورند. معادلات ریاضی که این تأخیر را توصیف میکنند، ترکیبی از اعداد حقیقی و موهومی هستند. بخش حقیقی این معادلات با تأخیر قابل درک زمانی در ارتباط است، اما بخش موهومی همواره بهعنوان یک پدیده صرفاً ریاضی و انتزاعی بدون وجود عینی و فیزیکی تلقی میشد، تا اینکه پژوهش جدید آن را وارد دنیای واقعیت کرد.
گروهی از محققان دانشگاه مریلند آمریکا، با طراحی و ساخت دستگاهی ساده اما هوشمندانه، توانستند رمز و راز این بخش موهومی را آشکار کنند. این دستگاه از دو کابل کواکسیال تشکیل شده که از کابلهای متداول آنتن تلویزیون یا اینترنت الهام گرفته شدهاند. کابلها بهصورت یک حلقه به هم متصل شدهاند تا مسیری بسته و کنترلشده برای عبور پالسهای موج ایجاد شود. در این شرایط، موج نمیتواند مسیر خود را ترک کند و محققان قادرند تغییرات ایجادشده در طول مسیر را با دقت بسیار بالا ثبت و تحلیل کنند.
در آزمایشها، پالسهای مایکروویو به داخل این حلقه کابل ارسال شدند و با استفاده از دستگاهی دقیق به نام اسیلوسکوپ، پالسهای خروجی بررسی شدند. هدف دانشمندان، مشاهده و اندازهگیری دقیق کوچکترین تغییرات در پالس پس از عبور از حلقه بود. این شبیهسازی ساده، مدل آزمایشگاهی عبور نور از هر ماده شفاف مانند شیشه یا آب به شمار میرود که امکان بررسی جزئیات تغییرات نوری را تا دقت میلیاردم ثانیه فراهم میآورد. این دقت بینظیر، امکان آشکارسازی مفاهیم ریاضی انتزاعی در قالب پدیدههای فیزیکی را به محققان داد.
نتایج این تحقیق بیسابقه نشان داد که بخش موهومی در معادلات تأخیر زمانی، نه تنها یک پدیده ریاضی صرف نیست بلکه بازتابدهنده یک تغییر فیزیکی واقعی است. به بیان دقیقتر، این بخش موهومی بیانگر تغییر بسیار جزئی در فرکانس یا همان رنگ پالس نور است که هنگام عبور از ماده اتفاق میافتد. به عبارت سادهتر، اگر بخش حقیقی معادله نشان میدهد که پالس نور چقدر دیرتر از ماده خارج میشود، بخش موهومی آن بیانگر میزان تغییر رنگ یا فرکانس نور پس از عبور از ماده است. این کشف بنیادی اثبات کرد که زمان موهومی، برخلاف برداشتهای پیشین، واقعیتی ملموس در دنیای فیزیکی دارد و میتواند نقشی کلیدی در فهم تعامل نور و ماده ایفا کند.
ارسال پاسخ