کوانتوم اپتیک و کوانتوم اپتومکانیک

آزمایش اشترن – گرلاخ  آزمایش بسیار مهمی است که ما را یاری می کند تا به درک عمیق تری از ماهیت موجودات کوانتومی نایل آییم.

آزمایش اشترن - گرلاخ : به جای باریکه ای از اتمهای نقره که از کوره به سمت دستگاه اشترن - گرلاخ در حال حرکت هستند برای درک عمیق و شهودی آزمایش اشترن - گرلاخ باریکه ای از سیب ها را به سمت دستگاه می فرستیم،  و مثلاً دستگاه اشترن - گرلاخ را در راستای محور زد ( SGz ) جدا کننده سایز سیب ها یعنی جدا کننده به سیبهای بزرگ و کوچک ( دستگاه جدا کننده سایز سیب ) و دستگاه اشترن-گرلاخ را در راستای محور مثلاً  ایکس ( SGx ) جدا کننده رنگ سیب ها یعنی جدا کننده به سیبهای با رنگ قرمز و زرد ( دستگاه جدا کننده رنگ ) تصور کنید. رنگ و سایز مثل اسپین در راستای ایکس و زد هستند. آزمایش را در دو حالت انجام می دهیم:

حالت اول: اگر ابتدا تعدادی سیب را وارد دستگاه   SGzکنیم در نتیجه سیبهای بزرگ و کوچک توسط این دستگاه در دو باریکه از هم جدا خواهند شد حال یکی از باریکه های سیبهای خروجی دستگاه   SGzاولی را ( مثلاً باریکه سیب های بزرگ را) بلافاصله دوباره وارد دستگاه  SGz دیگری می کنیم در اینصورت قطعاً خروجی ما فقط باریکه ای از سیبهای بزرگ خواهند بود.

حالت دوم: اما اگر باریکه سیبهای بزرگ را که از دستگاه SGzاولی خارج شده اند قبل از اینکه به دستگاه باریکه  SGz دومی وارد کنیم وارد دستگاه  SGx کنیم آنگاه در خروجی دستگاه  SGx دو باریکه از سیبهای زرد و قرمز خواهیم داشت حال یکی از این دو باریکه ( باریکه سیبهای زرد یا سیبهای قرمز ) را وارد دستگاه   SGz می کنیم خروجی آن در کمال تعجب دو باریکه از سیبهای بزرگ و کوچک خواهند بود در حالی که ما قبلاً توسط دستگاه  SGz اولی سیبهای بزرگ را از کوچک جدا کرده بودیم و باریکه سیبهای بزرگ را فقط  در باریکه داشتیم.

نتایجی که می توان از آزمایش اشترن - گرلاخ گرفت:

۱- این آزمایش نشان داد که اسپین کوانتیده است.

۲- در کوانتوم مکانیک فرآیند اندازه گیری صرفآ sort کردن و دسته بندی کردن نیست بلکه بسیار فراتر از آن، اندازه گیری در کوانتوم مکانیک ویژگیهایی از سیستم را می آفریند بنابراین موجودات کوانتومی را اگر کمی دستکاری شون کنیم ماهیت خود را از دست می دهند. در واقع عمل اندازه گیری در کوانتوم مکانیک حافظه سیستم را از بین می برد و اندازه گیری میانی روی خروجی کاملاً تاثیر می گذارد و به همین دلیل است که اطلاعات کوانتومی با صرف نگاه کردن و اندازه گیری لو می روند و نتیجه نهایی آنها با حالتی که اندازه گیری نشوند و نگاه نشوند کاملاً فرق دارند.