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क्वांटम यांत्रिकी का काल्पनिक हिस्सा वास्तव में मौजूद है

आमतौर पर ऐसा माना जाता था जटिल आंकड़े, यानी जो एक काल्पनिक संख्या घटक होते हैं और (मैं शून्य से एक में परिणाम) केवल एक गणितीय चाल है। हालाँकि, वैज्ञानिकों की एक पोलिश-चीन-कनाडाई टीम ने यह साबित कर दिया है कि का काल्पनिक हिस्सा क्वांटम यांत्रिकी वास्तविक दुनिया में कार्रवाई में देखा जा सकता है - वारसॉ विश्वविद्यालय में नई प्रौद्योगिकियों के लिए केंद्र की रिपोर्ट करता है।

भौतिक दुनिया का वर्णन करने के लिए संख्याओं की क्षमता के बारे में हमारे सहज विचारों को महत्वपूर्ण संशोधन की आवश्यकता है। अब तक यह लग रहा था कि केवल वास्तविक संख्याएँ औसत दर्जे की भौतिक मात्राओं से जुड़ी थीं। हालाँकि, यह सफल रहा है क्वांटम राज्य की उलझे हुए फोटॉन यह पता लगाने के लिए कि जटिल संख्याओं का सहारा लिए बिना भेद नहीं किया जा सकता है। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने एक प्रयोग किया, जिसने इसके लिए जटिल संख्याओं के अर्थ को निर्धारित किया क्वांटम यांत्रिकी इस बात की पुष्टि

छवि स्रोत: पिक्साबे

अनुसंधान डॉ। की टीम द्वारा किया गया था। हेफ़ेई और कैलगरी (UCalgary) विश्वविद्यालय के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय (USTC) के वैज्ञानिकों की भागीदारी के साथ वारसा विश्वविद्यालय में सेंटर फॉर क्वांटम ऑप्टिकल टेक्नोलॉजीज (QOT) के अलेक्जेंडर स्ट्रेल्टोव। सिद्धांत और माप का वर्णन करने वाले लेख अंदर हैं फिजिकल रिव्यू लेटर्स und शारीरिक समीक्षा ए प्रकाशित किया।


भौतिकी में, जटिल संख्याओं को विशुद्ध गणितीय प्रकृति का माना जाता था। हालांकि वे के समीकरणों में एक मौलिक भूमिका निभाते हैं क्वांटम यांत्रिकी खेलते हैं, उन्हें सिर्फ एक उपकरण के रूप में माना जाता था, कुछ ऐसा जो भौतिकविदों की गणना को आसान बनाता है। हमारे पास सैद्धांतिक रूप से और प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध है कि वहाँ हैं क्वांटम राज्य वहाँ है कि केवल अनिवार्य भागीदारी के तहत जटिल आंकड़े विभेदित किया जा सकता है, "डॉ। स्ट्रेलत्सोव की टिप्पणी।
यौगिक संख्याएँ दो घटकों से बनी होती हैं, वास्तविक और काल्पनिक। वे एक + द्वि के रूप में हैं, जहाँ a और b वास्तविक हैं। द्वि-घटक जटिल संख्याओं के विशिष्ट गुणों के लिए जिम्मेदार है। मुख्य भूमिका काल्पनिक संख्या i द्वारा निभाई जाती है। संख्या -1 का वर्गमूल है (इसलिए यदि हम इसे वर्गाकार करते हैं तो हमें ऋण शून्य मिलेगा)।

भौतिक दुनिया में, किसी भी चीज की कल्पना करना मुश्किल है जो सीधे संख्या i से संबंधित हो सकती है। मेज पर 2 या 3 सेब हो सकते हैं, यह सामान्य है। यदि हम एक सेब छीन लेते हैं, तो हम एक भौतिक दोष की बात कर सकते हैं और इसे नकारात्मक पूर्णांक -1 द्वारा वर्णित कर सकते हैं। हम सेब को दो या तीन भागों में काट सकते हैं और इस प्रकार औसत दर्जे के संख्या 1/2 या 1/3 के भौतिक समकक्ष प्राप्त कर सकते हैं। यदि तालिका एक पूर्ण वर्ग थी, तो संख्या 2 का विकर्ण (अचूक) वर्गमूल उसके पक्ष से अधिक लंबा होगा। इसी समय, सबसे ईमानदार इरादों के बावजूद, मेज पर संख्या I में सेब डालना असंभव है।

भौतिकी में जटिल संख्याओं का आश्चर्यजनक कैरियर इस तथ्य से संबंधित है कि उनकी मदद से सभी प्रकार के कंपन सामान्य त्रिकोणमितीय कार्यों की तुलना में बहुत अधिक आसानी से वर्णित किया जा सकता है। इसलिए गणना समग्र संख्याओं के साथ की जाती है और अंत में उनमें होने वाली वास्तविक संख्याओं को ही ध्यान में रखा जाता है।

अन्य भौतिक सिद्धांतों की तुलना में क्वांटम यांत्रिकी कुछ विशेष क्योंकि इसमें ऐसी वस्तुओं का वर्णन करना है जो कुछ शर्तों के तहत कणों के रूप में और दूसरों के नीचे तरंगों के रूप में व्यवहार कर सकते हैं। इस सिद्धांत का मूल समीकरण, जिसे एक अनुकरण के रूप में स्वीकार किया जाता है, श्रोडिंगर समीकरण है। यह एक निश्चित फ़ंक्शन के समय में परिवर्तन का वर्णन करता है, तथाकथित लहर फ़ंक्शन, जो इसके साथ जुड़ा हुआ है प्रायिकता वितरणइस या उस राज्य में सिस्टम को खोजने के लिए संबंधित है। में श्रोडिंगर समीकरण हालाँकि, लहर फ़ंक्शन के ठीक बगल में एक स्पष्ट काल्पनिक संख्या है।
दशकों से इस बात पर बहस जारी है कि सुसंगत और पूर्ण होना चाहिए या नहीं क्वांटम यांत्रिकी अकेले वास्तविक संख्याओं के साथ उत्पन्न किया जा सकता है। इसलिए हमने फैसला किया क्वांटम राज्य जिसे केवल जटिल संख्याओं के साथ एक दूसरे से अलग किया जा सकता है। महत्वपूर्ण क्षण एक प्रयोग था जिसमें हमने इन राज्यों का निर्माण किया और शारीरिक रूप से जाँच की कि वे अलग-अलग हैं या नहीं, ”डॉ। स्ट्रेल्टसोव कहते हैं, जिनके शोध को पोलिश साइंस फाउंडेशन ने वित्त पोषित किया था।


जिस प्रयोग ने भूमिका निभाई क्वांटम यांत्रिकी में जटिल संख्या सत्यापित किया जा सकता है, खेल मास्टर की भागीदारी के साथ ऐलिस और बॉब के बीच एक खेल के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। लेजर और क्रिस्टल के साथ एक उपकरण का उपयोग करते हुए, गेम मास्टर दो फोटॉनों को दो में से एक में बांधता है क्वांटम राज्यजिनके भेद के लिए आवश्यक रूप से जटिल संख्याओं के उपयोग की आवश्यकता होती है। वह तब भेजता है फोटॉन ऐलिस के लिए और दूसरा बॉब के लिए। वे प्रत्येक अपने फोटॉन को मापते हैं और फिर मौजूदा सहसंबंधों को निर्धारित करने के लिए दूसरे के साथ संवाद करते हैं।


मान लें कि ऐलिस और बॉब के माप केवल 0 या 1 मान ले सकते हैं। ऐलिस, बॉब की तरह शून्य और लोगों का एक अर्थहीन अनुक्रम देखता है। हालांकि, जब वे संवाद करते हैं, तो वे संबंधित माप के बीच संबंध बना सकते हैं। यदि गेम मास्टर ने आपको एक सहसंबद्ध राज्य भेजा है, यदि कोई परिणाम 0 देखता है, तो दूसरा भी होगा। अगर आपके पास एक है पूर्वविरोधी अवस्था प्राप्त, ऐलिस उपाय 0, बॉब के लिए यह 1 होगा। आपसी सहमति से, ऐलिस और बॉब हमारे राज्यों को अलग कर सकते थे, लेकिन केवल अगर उनके क्वांटम प्रकृति मौलिक रूप से जटिल है, डॉ। Streltsov।
सैद्धांतिक विवरण के लिए, एक दृष्टिकोण का उपयोग किया गया था जिसे कहा जाता है क्वांटम संसाधन सिद्धांत ज्ञात है। उलझने से स्थानीय भेदभाव के साथ ही प्रयोग दो-फोटॉन स्टेट्स रैखिक प्रकाशिकी तकनीकों का उपयोग करते हुए हेफ़ेई में एक प्रयोगशाला में किया गया था। शोधकर्ताओं द्वारा तैयार किए गए क्वांटम राज्य अलग-अलग थे, जो यह साबित करते हैं कि जटिल संख्याएं क्वांटम यांत्रिकी का एक अभिन्न, अविभाज्य हिस्सा हैं।
पोलिश-चीन-कनाडाई शोध टीम की उपलब्धि मौलिक है, लेकिन इतना गहरा है कि इसका अनुवाद नए में किया जा सकता है क्वांटम तकनीकें खटखटा सकता था। विशेष रूप से, में जटिल संख्या की भूमिका की खोज क्वांटम यांत्रिकी दक्षता के स्रोतों को बढ़ाने में मदद कर सकता है क्वांटम कंप्यूटर घोषणा के अनुसार, गुणात्मक रूप से नई गणना मशीनों को समझने के लिए जो कि क्लासिक कंप्यूटर के लिए अप्राप्य हैं गति पर कुछ समस्याओं को हल कर सकते हैं।