پرفسور شهریار صدیق افشار، استاد جوان ایرانی دانشگاه «روئن» آمریکا که با ارائه نظریه ای در باره ماهیت دوگانه نور، نظریه «بوهر»، از پذیرفته شده ترین نظریه های فیزیک کوانتوم، را پس از هشتاد سال با قاطعیت رد کرده است، و با چاپ نتایج آزمایش تازه اش در یکی از معتبرترین مجلات فیزیک جهان که جمعی از داوران آن از برندگـــان جایزه نوبل فیزیک هستند بار دیگر بر اهمیت نظریه بنیادینش صحه گذاشت. بر اساس نظریه پرفسور صدیق افشار که با آزمایشات مختلف صحت آنرا نشان داده، نور میتواند به طور همزمان، ماهیت موجی و ذره ایی داشته باشد. در صورت اثبات این فرضیه جدید، بر بخش مهمی از نظریه «تعبیر کپنهاگ» نیلز بوهر، فیزیکدان مشهور دانمارکی، خط بطلان کشیده میشود. بر اساس بخشی از نظریه بوهر که به اصل «مکملیت» موسوم است، ماهیت دوگانه موجی ذره ایی نور در هیچ سیستمی بطور همزمان قابل مشاهده نیست و با توجه به نحوه طراحی آزمایش، تنها یکی از دو پدیده موجی یا ذره ایی بودن نور نمود می یابد، در حالیکه به ادعای پرفسور افشــار، وی در آزمایش ابداعی خود که نتایج آن اینک در یکی از معتبرترین مجلات فیزیک به چاپ رسیده، به روشنی نشان داده که نور میتواند بطور همزمان ماهیت موجی و ذره یی داشته باشد. به گفته این استاد فیزیک، تئوری وی میتواند برخی مفاهیم مهم و اساسی فیزیک و همچنین مباحث و مسائل مطرح در حوزه اختر فیزیک وکیهان شناسی از جمله ماهیت ماده و انرژی تاریک، انفجار بزرگ، ساختار فضا زمان و ... را نیز با دیدگاهی کاملا جدید توضیح دهد. از بعد تاریخی نیز این نظریه میتواند به سلطه هشتاد ساله نظریه بوهــر و تئوری های منبعث از آن در حوزه مکانیک کوانتوم، که آلبرت اینشتین فیزیک پیشه نام آور قرن نیز با وجود تلاشی که کرد نتوانست آنرا رد کند، پایان دهد.

پرفسور افشار در باره آزمایش چالش برانگیز خود اظهار داشت: اساس تحقیقات من بر پایه یک آزمایش مشهور درباره پدیده تداخل است که طی آن به صفحه ای که شکاف یا سوراخ ریزی روی آن قرار دارد نور تابانده میشود؛ در مقابل این صفحه، صفحه دیگری قرار دارد که بر روی ان دو سوراخ ریز ایجاد شده است. نوری که از شکاف اول عبور میکنــد به ایندو شکاف تابانده میشـــود و پس از خروج از این دو شکاف به صورت یک پرتو به روی یک صفحه عکاسی می افتد که در فاصله معینی در برابر صفحه دوم قرار دارد. از آنجا که نور بصورت موج عمل میکنـــد این دو پرتو نور بر روی صفحه با یکدیگر برخورد کرده و پدیده تداخل رخ میدهد. به گفته وی؛ اگر پرتوهای تابانده شده در حالیکه هر دو در نقطه حداقل یا حداکثر خـود قرار دارنـــد با یکدیگر تلاقی کنند، نقطه نورانی تر روی صفحه عکاسی ظاهر میشود و اگر دو پرتو در حالتی متفاوت با یکدیگر تلاقی کنند، اثر یکدیگر را خنثی کرده و بصورت نقطه ایی تاریک بر روی صفحه ظاهر میشود. پرفسور افشار درباره آزمایش ابداعی خود که به گفته وی نخستین بار در موسسه خصوصی «مطالعات ازدیاد جرم بر اثر تابش» در بوستون انجام شده، اظهار داشت: در اینآزمایش که اساس بسیار ساده ای دارد، یک پرتو لیزری به صفحه ایی تیره که دارای دو سوراخ است تابانده میشود، از آنجا که بجای نور معمولی از لیزر استفاده میشــود نیازی به صفحه اول که دارای یک سوراخ است نیست.

در فاصله دور از صفحه فلزی، لنزی قرار دارد که نوری را که از داخل هر روزنه میآیــد، جذب میکنــد و مجددا پرتوهای منتشر شده را بر روی یک آینه متمرکز میکنــدکه هر کدام را به یک آشکارساز فوتون جداگانه می تاباند؛ بدین ترتیب میتوان با توجه به شدت و ضعف پرتو لیزری، تعداد فوتون هایی را که از هر سوراخ بیرون میآیند را تبت کرد.

پرفسور صدیق افشـــار با اذعان به اینکه ثبت مقدار فوتونهایی که به سمت هر روزنه میروند به مفهوم ماهیت ذره ایی نور است، درباره چگونگی اثبات نمودن همزمان هر دو پدیده ذره ایی و موجی در این آزمایش گفت: در آزمایشهای پیشنهادی الگوی تداخل به صورت مستقیم مشاهده نمیشود بلکه به شکل غیر مستقیم به اثبات میرسد. بدین منظور تعدادی سیمهای نازک درست در جایی که باید فریزهای تاریک از الگوی تداخلی وجود داشته باشنــد، قرار داده میشوند، سپس یکی از روزنه ها بسته میشود در این حالت از تشکیل الگوی تداخلی جلوگیری میشــود ونور براحتی همزمان با خروج از یک رزونه تکی، منتشر میشود، بدین ترتیب بخشی از نور که به سیمهای فلزی برخورد میکند در تمام راستاها متفرق میشود و اینکه نور به آشکارســاز فوتون های مربوط به آن روزنه برسد بی مفهوم میشود، اما هنگامیکه روزنه بسته، کامل باز شــد، شدت نور در هر آشکارساز به مقدار اولیه (مانی که سیمها در محل قرار داده نشده بودنـــد) باز می گردد چون سیمها در فریزهای تاریک از الگوی تداخلی قرار دارنـــد که نور حاصله تز دو شکاف یکدیگر را خنثی می کنند و د رنتیجه هیچ نوری به آنها برخورد نکــرده و بنابراین، هیچ یک از فوتونها منتشر نمی شوند. به اعتقاد وی، این امر حاکی از وجود الگوی تداخلی یعنی حالتی است که شکل موجی نورنمود می یابــد، در حالیکه میتوان شدت نور خارج شده از هر شکاف را نیز با یک آشکارساز فوتون اندازه گیری کـــرد و تعدا فوتونهای عبوری از میان هر شکاف را تعیین کرد؛ بدین ترتیب این آزمایش بطلان اصل مکملیت را اثبات می کند. اگر چه مشاهده همزمان ماهیت دوگانه موجی ذره ایی نور، امری به ظاهر متناقض است ولی آنطور که در آزمایش نشان داده، نور حقیقتـــا چنین ماهیتی دارد؛ به عقیده من نور شامل یک قسمت موجی و یک قسمت ذره ایی است. البته بر اساس تئوری جدیــد هم آفرینی (Omni genesis) که با هدف یافتن منشا اینرسی در اجسام ارائه کرده ام و در واقع این آزمایشهـــا در راستای  طرح آن نظریه بوده، میتوان ماهیت جالب نور را کاملا توجیح کرد. این استاد فیزیک و پژوهشگر سابق دانشکده دانشگاه هاروارد خاطر نشان کــرد: برای آزمایش اینتئوری باید نحوه بر همکنش دو جرم را که منبع تشعشع الکترومغناطیسی بررسی میکردم که طبق این تئوری امواج حاصل از آنها با هم تداخل دارنــد. در حل این مسئله که به Problem two body موسوم است برای من بسیار مهم بود که ماهیت موجی (پیوسته) یا ذره ایی پرتو تابش شده از آنها را مشخص کنم که با انجام آزمایش اخیر ثابت شد که میدان تابشی ذرات بنیادی بصورت موجی است. بر اساس این تئوری ذرات بنیادی به عنوان منبع تابش امواج الکترومغناطیسی در نظر گرفته میشوند و بدین ترتیب میتوان اینرسی را بدون استفاده از قانون «مـــاخ» که در نسبیت عام اینشتین بکار رفته، توضیح داد. وی تصریح کرد: تابش امواج از ذرات بنیادی پدیده ایی دائمی است که انفجار بزرگ نقطه اوج آن بوده که در اثر نزدیکی فوق العاده ذرات بنیادی برهمکنش شدید امواج گسیل شده از آن به وقوع پیوسته است.

 

 

با تشکـــر از:

 انجمن علمی دانشجویی فیزیک دانشگــاه بوعلی سینا همدان  

خانم ف. طالبــــان؛ مدیر مسئول نشریه علمی خبری انجمن علمی فیزیک

 

 

لینک دانلــــود محاسبات آزمایش مذکور (آزمایش مکملیت) به همراه توضیحات لازم