سلسلة مفاهيم في الفيزياء
الجزء الخامس والسبعون: الرصد في نموذج بوم: كيف تُنتج الكواشف الفوتونات بلا مسارات
الأستاذ الدكتور نوري حسين نور الهاشمي
7/11/2025

قلنا في المقالة السابقة إن الفوتون سيتم اكتشافه في نصف الحالات التجريبية، أي يتم نقله باحتمال 50. ولو حددنا الموضع الابتدائي لجسيم الكاشف، مع اعتبار أن الكاشف متمركز عند الأصل، فمن الواضح أن اعتبارات مماثلة جدًا تنطبق إذا وضعنا كاشفًا بدلاً من ذلك في مسار الشعاع المنعكس. حينها نجد نتائج مشابهة.
بعد ذلك نأخذ بعين الاعتبار ما يحدث إذا كان لدينا كلا الكاشفين، أحدهما في مسار الشعاع المنقول، والآخر في مسار الشعاع المنعكس. إذا تصرف هذان الكاشفان بشكل مستقل، أي تصرف كل منهما كما لو أن الآخر غير موجود، فسيكون هناك احتمال لانتهاك النتائج التجريبية، وكذلك تنبؤات نظرية الكم. على سبيل المثال، إذا صادف أن المواضع الابتدائية لجسيمات الكاشفين كانت تحقق شرطين يسمحان لها بتسجيل الفوتونات في كل من المسارين، فوفقًا لما رأيناه أعلاه، سيسجل كلا الكاشفين الفوتون، مما سيجعل الأمر يبدو كما لو أن الفوتون قد تم نقله وانعكس في آن واحد.
في الواقع، هنا تحديدًا يظهر دور السياقية (contextuality). من الواضح أنه يمكن حساب أن الكاشف الأول يسجل الفوتون، وبالتالي يُعتبر الفوتون منقولًا، وإلا فإن الكاشف الثاني يسجل الفوتون، وهو ما يتوافق مع انعكاسه. بشكل عام، فإن الموضع النسبي للجسيمات في الكاشفين هو الذي يحدد ما إذا كان يتم رصد الحدث كفوتون منقول أو منعكس.
نُشدد مجددًا على أنه في هذه التجربة، وبما أننا افترضنا عدم وجود مسارات للفوتونات، فإن الخصائص الخاصة بالكواشف هي التي تؤدي إلى الظهور الظاهري لوجود "فوتونات" في أماكن محددة. عندما نقول، على سبيل المثال، إن الفوتون قد تم نقله، فإننا لا نعني أكثر من أن كاشفًا مناسبًا قد سجّل فوتونًا، أو لم يسجل. النموذج مصمم ليوافق تنبؤات نظرية الكم الكلاسيكية على مستوى مخرجات الكواشف، لأن هذه هي التي تتوافق مع المشاهدات.
هذه النقطة الأخيرة مهمة بشكل خاص إذا أخذنا بعين الاعتبار تجارب يكون فيها للجسيمات بالفعل مسارات وتُستخدم لتحفيز الكواشف. في بعض الحالات الخاصة، يمكن إثبات أن الكاشف يسجل الجسيم حتى وإن لم تمر مسارات الجسيم عبره، والعكس صحيح. يمكن للمرء أن يفسر هذا بسهولة على أنه نتيجة لتأثيرات غير تقليدية للجهد الكمومي (quantum potential). راجع:
B. Englert M.O. Scully G.G. Sussman وH. Walther Z. Naturforsch. 47a 1175 (1992)
Dürr L. Hardy وE.G. Squires Physics Letters 184A 6 (1993)
تم كذلك نشر كتابين يغطيان جميع جوانب نموذج بوم:
The Quantum Theory of Motion، منشورات جامعة كامبريدج، 1993، بقلم بيتر هولاند، وهو طالب سابق لديفيد بوم، يقدم معالجة شديدة التعمق والتفصيل للنموذج وتطبيقاته.
أما كتاب David Bohm Basil Hiley المعنون The Undivided Universe، منشورات روتليدج، لندن، 1993، والذي اكتمل قبل وفاة بوم بقليل، فيحتوي على تفاصيل أقل من حيث الحسابات، لكنه يركّز أكثر على المشكلة العامة لتفسير نظرية الكم، والمقارنة مع حلول أخرى مقترحة لمشكلة القياس.
يتبع في الجزء 76