نظریه جنجالی فیزیکدان جوان ایرانی
نظریه جنجالی فیزیکدان جوان ایرانی
صحه برندگان جایزه نوبل براهمیت نظریه جنجالی فیزیکدان جوان ایرانی
پروفسور شهریار صدیق افشار دانشمندایرانی دانشگاه روئن در گفت و گو با ایسنا تشریح کرد: چالش جدی درنظریه مشهور «بوهر» پس از 80 سال.
پروفسور شهریار صدیق افشار، استاد جوان ایرانی دانشگاه «روئن» آمریکا که با ارائه نظریه‌ای درباره ماهیت دوگانه نور، نظریه «بوهر» - از پذیرفته شده ترین نظریه‌های فیزیک کوانتوم - را پس از هشتاد سال با قاطعیت رد کرده است، با چاپ نتایج آزمایش تازه‌اش در یکی از معتبرترین مجلات فیزیک جهان که جمعی از داوران آن از برندگان جایزه نوبل فیزیک هستند، بار دیگر بر اهمیت نظریه بنیادینش صحه گذاشت.
به گزارش خبرنگار «علمی» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، بر اساس نظریه پروفسور صدیق افشار که با آزمایشهای مختلف صحت آن را نشان داده، نور می‌تواند به صورت همزمان، ماهیت موجی و ذره‌یی داشته باشد. در صورت اثبات این فرضیه جدید، بر بخش مهمی از نظریه «تعبیر کپنهاک» نیلرز بوهر - فیزیکدان مشهور دانمارکی - خط بطلان کشیده می‌شود.
بر اساس بخشی از نظریه بوهر که به اصل «مکملیت» موسوم است، ماهیت دوگانه موجی – ذره‌یی نور در هیچ سیستمی به طور همزمان قابل مشاهده نیست و با توجه به نحوه طراحی آزمایش، تنها یکی از دو پدیده موجی یا ذره‌یی بودن نور نمود می‌یابد؛ در حالی که به ادعای پروفسور صدیق افشار، وی در آزمایش ابداعی خود که نتایج آن اینک در یکی از معتبرترین مجلات فیزیک دنیا به چاپ رسیده، به روشی نشان داده که نور می‌تواند به طور همزمان ماهیت ذره‌یی و موجی داشته باشد.
به گفته این استاد فیزیک، تئوری وی می‌تواند برخی مفاهیم فیزیک مهم و اساسی فیزیک و همچنین مباحث و مسائل مطرح در حوزه اختر فیزیک و کیهان شناسی از جمله ماهیت ماده و انرژی تاریک، انفجار بزرگ (بیگ بنگ)، ساختار فضا زمان و .. . را نیز با دید گاهی کاملا جدید توضیح دهد.
از بعد تاریخی نیز این نظریه می‌تواند به سلطه هشتاد ساله نظریه «بوهر» و تئوری‌های منبعث از آن در حوزه مکانیک کوانتوم که آلبرت انیشتن فیزیک‌پیشه نام‌آور قرن نیز با وجود تلاشی که کرد نتوانست آن را رد کند پایان دهد.
به گزارش ایسنا طرح این نظریه جسورانه از سوی پروفسور صدیق افشار و تایید این تئوری که البته مستلزم انجام آزمایشهای مختلف و توجه و بررسی دقیق از آن از سوی جامعه فیزیک در روندی طولانی و چندین ساله است از جنبه‌ای دیگر نیز حائز اهمیت بسیار است و آن طرح یک مبحث بنیادی و جریان ساز در حوزه فیزیک از سوی یک دانشمند ایرانی پس از قرن‌ها تقلید و رخوت علمی کشور در حوزه علوم جدید است.
پروفسور شهریار صدیق افشار، فیزیکدان ایرانی مقیم بوستون در گفت‌وگویی تلفنی با خبرنگار گروه «علمی - پژوهشی» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) با اشاره به چاپ مقاله خود در این زمینه در مجله «Foundations of Physics» اظهار داشت: چاپ مقاله آزمایشهای اخیر من در این مجله که ویراستار اصلی آن – جرالد هدوت - و تعدادی دیگر از ویراستاران آن از برندگان جایزه نوبل فیزیک هستند و بر خلاف اغلب مجلات علمی در هر شماره آن تنها تعداد بسیار معدودی از مقالات داوری شده چاپ می‌شوند، نشان دهنده توجه جامعه فیزیک به اهمیت این آزمایش است که راه را برای ارائه رسمی تئوری جدید درباره ماهیت نور هموار می‌کند و تاکیدی است بر این که جامعه فیزیک نمی‌تواند به سادگی از کنار این تئوری که بعد از هشتاد سال با آزمایشهای عملی و تئوری بوهر را به چالش کشیده است، بگذرد.
این استاد و فیزیکدان جوان ایرانی که نخستین بار، دو سال و نیم پیش با چاپ مقاله‌ای در مجله علمی «نیوساینتیست» نظریه جنجالی خود را مطرح کرده است، از آنچه بی توجهی و مقاومت فیزیکدانان در برابر این نظریه چالش برانگیز و خصوصا برخوردهای تبعیض آمیز با خود، خواند، انتقاد و خاطر نشان کرد: علت این که این نظریه را پیش از طرح در ژورنال‌های تخصصی فیزیک در نشریه «نیوساینتیست» ارائه کردم شکستن جو سنگین و مقاومتی بود که در برابر طرح این نظریه ساختاری و چالش برانگیز ایجاد شده بود، به طوری که حتی اجازه طرح این مساله را نمی‌دانند. در واقع طی دو سال و نیم گذشته این نظریه از سوی افکار عمومی مورد داوری قرار گرفت و کسانی که در برابر طرح این چنین نظریه‌ای مقاومت می‌کردند متوجه شدند که نمی‌توان به سادگی از کنار آن گذشت و چنین مبارزه و پیگیری‌ای بود که جامعه فیزیک را در بالاترین سطح ناچار به تایید اهمیت این آزمایش کرد.
پژوهشگر سابق دانشگاه هاروارد که در دوران نوجوانی نیز از برگزیدگان یکی از نخستین دوره‌های جشنواره بین‌المللی «خوارزمی» بوده است، تصریح کرد: طرح این نظریه جدید که پس از هشت دهه بر بخش مهمی از نظریه «تعبیر کپنهاک» بوهر خط بطلان می‌کشد، می‌تواند انجماد و سد فکری‌ای را که در جامعه فیزیک ایجاد شده و اجازه تفکر را از فیزیکدان‌ها سلب کرده و آنها را به پذیرفتن بی چون و چرای نظریه‌های قبلی وا می‌دارد، بشکند و راه را برای حرکت به سمت ایده‌ی جدید در عرصه فیزیک هموار کند.
پروفسور صدیق‌افشار در گفتوگو با ایسنا درباره آزمایش چالش‌برانگیز خود اظهار داشت: اساس تحقیقات من مبتنی بر یک آزمایش مشهور درباره پدیده «تداخل» است که طی آن به صفحه‌اى که شکاف یا سوراخ ریزى روى آن قرار دارد نور تابانده می‌شود. در مقابل این صفحه، صفحه دیگرى قرار دارد که بر روى آن دو سوراخ ریز ایجاد شده است. نورى که از شکاف اول عبور می‌کند به این دو شکاف تابانده می‌شود و پس از خروج از این دو شکاف به صورت دو پرتو بر روى یک صفحه عکاسی می‌افتد که در فاصله معینی در برابر صفحه دوم قرار دارد. از آنجا که نور به صورت موج عمل می‌کند این دو پرتو نور بر روى صفحه با یکدیگر برخورد کرده و پدیده «تداخل» رخ می‌دهد.
به گفته وی، اگر پرتوهای تابانده شده در حالی که هر دو در نقطه حداکثر یا حداقل خود قرار دارند با یکدیگر تلاقی کنند، نقطه‌اى نورانی‌تر روى صفحه عکاسی ظاهر می‌شود و اگر دو پرتو در حالتی متفاوت با یکدیگر تلاقی کنند، اثر یکدیگر را خنثی کرده و به صورت نقطه‌ای تاریک بر روى صفحه ظاهر می‌شوند.
پروفسور صدیق افشار درباره آزمایش ابداعی خود که به گفته وی نخستین‌بار در موسسه خصوصی «مطالعات ازدیاد جرم بر اثر تابش» در بوستون انجام شده اظهار داشت: در این آزمایش که اساس بسیار ساده‌ای دارد، یک پرتو لیزرى به صفحه‌اى تیره که داراى دو سوراخ است تابانده می‌شود. از آنجا که به جای نور معمولی از لیزر استفاده می‌شود نیازى به صفحه اول که داراى یک سوراخ است نیست.
در فاصله دور از صفحه، لنزی قرار دارد که نوری را که از داخل هر روزنه می‌آید جذب می‌کند و مجددا پرتوهای منتشر شده را بر روی یک آینه متمرکز می‌کند که هر کدام را به یک آشکار ساز فوتون جداگانه باز می‌تاباند؛ بدین ترتیب می‌توان با توجه به شدت و ضعف پرتو لیزرى، تعداد فوتون‌هایی را که از هر سوراخ بیرون می‌آیند ثبت کرد.
پروفسور صدیق افشار با اذعان به اینکه ثبت مقدار فوتون‌هایی که به سمت هر روزنه می‌روند به مفهوم ماهیت ذره‌ای نورست، درباره چگونگی اثبات نمود همزمان دو پدیده ذره‌یی و موجی بودن نور در این آزمایش به ایسنا گفت: در آزمایش پیشنهادى الگوى تداخل به صورت مستقیم مشاهده نمی‌شود بلکه به شکل غیرمستقیم به اثبات می‌رسد. بدین منظور تعدادی سیم‌های نازک درست در جایی که باید فریزهای تاریک از الگوی تداخلی وجود داشته باشند، قرار داده می‌شوند. سپس یکی از روزنه‌ها بسته می‌شوند در این حالت از تشکیل الگوی تداخلی جلوگیری می‌شود و نور به راحتی همزمان با خروج از یک روزنه تکی، منتشر می‌شود، به این ترتیب بخشی از نور که به سیم‌های فلزی برخورد می‌کند در تمام راستاها متفرق می‌کند و اینکه نور به آشکار ساز فوتون‌های مربوط به آن روزنه برسد بی مفهوم می‌شود، اما هنگامی که روزنه بسته، کامل باز شد، شدت نور در هر آشکار ساز به مقدار اولیه (زمانی که سیم‌ها در محل قرار داده نشده بودند) باز می‌گردد چون سیم‌ها در فریزهای تاریک از الگوی تداخلی قرار دارند که نور حاصل از دو شکاف یکدیگر را خنثی می‌کنند و در نتیجه هیچ نوری به آنها برخورد نکرده و بنابراین هیچ یک از فوتون‌ها منتشر نمی‌شوند.
به اعتقاد وی، این امر حاکی از وجود الگوی تداخلی یعنی حالتی است که شکل موجی نور نمود می‌یابد، در حالی که می‌توان شدت نور خارج شده از هر شکاف را نیز با یک آشکار ساز فوتون اندازه گیری کرد و تعداد فوتون عبوری از میان هر شکاف را تعیین کرد؛ بدین ترتیب این آزمایش بطلان اصل مکملیت را اثبات می‌کند.
پروفسور صدیق افشار با اشاره به اینکه کریستوفر استابز از دانشگاه هاروارد نیز این آزمایش را در آزمایشگاه دانشگاه و با حضور خود وی بررسی کرده و به نتیجه مشابهی دست یافته است، خاطرنشان کرد: در ادامه تحقیقات، اخیرا این آزمایش، با تغییر دتکتورها و سیستم آماری، به صورت تک‌فوتونی نیز انجام شده که نتایج کاملا مشابهی در پی داشته است که در مقاله ارائه شده در مجله «Foundations of Physics» تشریح شده است. چاپ مقاله مربوط به آزمایش اخیر که تایید آزمایش اولیه نیز هست، در واقع نخستین بازبینی و داوری رسمی درباره نظریه مطرح شده درباره ماهیت نور است که البته پیش از آن نیز طی دو سال گذشته، آزمایشهای دیگری انجام شده بود که مسائل مطرح شده پیرامون آزمایش اولیه در آنها به طور جدی مورد توجه قرار گرفته بود.
وی تصریح کرد: در حال حاضرضمن پاسخگویی به ایرادات و نظرات منتقدان بطور عمومی با نوشتن مقالاتی در مجلاتی نظیر «American Journal of Physics» و طرح مباحث آموزشی این آزمایش، در حال طراحی یک سری آزمایشهای جدید هستم که از سال آینده اجرا خواهد شد.
پروفسور صدیق افشار در ادامه در پاسخ به سوال خبرنگار ایسنا درباره ماهیت ظاهرا متناقض نور، طبق نظریه‌ی وی، گفت: اگرچه مشاهده‌ی همزمان ماهیت دوگانه‌ی موجی ذره‌یی نور، امری به نظر متناقض است ولی آن طور که در آزمایش نشان داده شده، نور حقیقتا چنین ماهیتی دارد؛ با این نظریه، دنیای فیزیک، وارد عرصه جدیدی می‌شود و باید منتظر آینده بود تا مفهوم واقعی این مساله و نتایج آن به تدریج روشن شود.
وی با تاکید بر اینکه هیچ موجود ذره یا موجی، نمی‌تواند همزمان یا دفعتا به دیگری تبدیل شود و به هرحال یکی از آنها یا هردوی آنهاست، اظهار داشت: به عقیده من نور شامل یک قسمت موجی و یک قسمت ذره‌یی است که توسط قسمت موجی به پیش رانده می‌شود که البته در آزمایشهای بعدی، قصد داریم قسمت موجی نور را ایزوله کرده و آن را بصورت مجزا بررسی و آثار فیزیکی مترتب بر آن را مطالعه کنیم.
فیزیکدان ایرانی دانشگاه «روئن» تاکید کرد: البته براساس تئوری جدید «هم‌آفرینی» (OMNIGENESIS) که با هدف یافتن منشأ اینرسی در اجسام ارائه کرد‌ه‌ام و در واقع این آزمایش‌ها در راستای طرح آن نظریه بوده، می‌توان ماهیت جالب نور را کاملا توجیه کرد.
این استاد فیزیک و پژوهشگر سابق دانشکده دانشگاه «هاروارد» خاطرنشان کرد: برای آزمایش این تئوری باید نحوه بر هم کنش دو جرم را که منبع تشعشع الکترومغناطیس تلقی می‌شوند بررسی می‌کردم که طبق این تئوری امواج حاصل از آنها با هم تداخل دارند. در حل این مساله که به two body problem موسوم است برای من بسیار مهم بود که ماهیت موجی (پیوسته) یا ذره‌یی پرتوهای تابش شده از آنها را مشخص کنم که با انجام آزمایش اخیر ثابت شد که میدان تابشی ذرات بنیادی به صورت موجی است.
وی در گفتوگو با ایسنا خاطرنشان کرد: بر اساس این تئوری ذرات بنیادی به عنوان منبع تابش امواج الکترومغناطیس در نظر گرفته می‌شوند و بدین ترتیب می‌توان اینرسی را بدون استفاده از قانون «ماخ» که در نسبیت عمومی انیشتین به کار رفته، توضیح داد.
پروفسور صدیق افشار با بیان این که این نظریه توانایی توضیح برخی مفاهیم مهم فیزیک از جمله ماده تاریک، انرژی تاریک، جهت زمان و ساختار فضا زمان و مباحثی در کیهان‌شناسی را دارد، تصریح کرد: تابش امواج از ذرات بنیادی پدیده‌ای دائمی است که انفجار بزرگ یا «بیگ‌بنگ» نقطه اوج آن بوده که در اثر نزدیکی فوق‌العاده ذرات بنیادی و برهم کنش شدید امواج گسیل شده از آنها به وقوع پیوسته است.