ควอนตัมซีโนเอฟเฟกต์เป็นปรากฏการณ์ในฟิสิกส์ควอนตัมซึ่งการสังเกตอนุภาคจะป้องกันไม่ให้อนุภาคสลายตัวเหมือนในกรณีที่ไม่มีการสังเกต
ความขัดแย้งคลาสสิกของ Zeno
ชื่อนี้มาจากความขัดแย้งทางตรรกะ (และทางวิทยาศาสตร์) แบบคลาสสิกที่นำเสนอโดยนักปรัชญาโบราณ Zeno of Elea หนึ่งในสูตรที่ตรงกว่าของความขัดแย้งนี้ หากต้องการไปยังจุดที่ห่างไกล คุณต้องข้ามระยะทางครึ่งหนึ่งไปยังจุดนั้น แต่การจะไปให้ถึงนั้น คุณต้องข้ามระยะทางนั้นไปครึ่งหนึ่ง แต่ก่อนอื่น ระยะทางครึ่งหนึ่งนั้น และอื่น ๆ … กลายเป็นว่าจริง ๆ แล้วคุณมีระยะทางครึ่งทางเป็นจำนวนอนันต์ที่จะข้าม และดังนั้นคุณไม่มีทางทำได้จริง ๆ !
ต้นกำเนิดของ Quantum Zeno Effect
เดิมทีเอฟเฟกต์ควอนตัมซีโนถูกนำเสนอในบทความปี 1977 เรื่อง “Zeno’s Paradox in Quantum Theory” (Journal of Mathematical Physics, PDF ) ซึ่งเขียนโดย Baidyanaith Misra และ George Sudarshan
ในบทความ สถานการณ์ที่อธิบายคืออนุภาคกัมมันตภาพรังสี (หรือ “ระบบควอนตัมที่ไม่เสถียร” ตามที่อธิบายไว้ในบทความต้นฉบับ) ตามทฤษฎีควอนตัม มีความน่าจะเป็นที่อนุภาคนี้ (หรือ “ระบบ”) จะสลายตัวในช่วงเวลาหนึ่งไปสู่สถานะที่แตกต่างจากตอนที่มันเริ่มต้น
อย่างไรก็ตาม Misra และ Sudarshan ได้เสนอสถานการณ์จำลองที่การเฝ้าสังเกตอนุภาคซ้ำๆ จะป้องกันการเปลี่ยนสถานะไปสู่การสลายตัว สิ่งนี้อาจทำให้นึกถึงคำพูดทั่วไปที่ว่า “หม้อที่เฝ้าดูไม่เคยเดือด” เว้นแต่ว่าแทนที่จะเป็นเพียงการสังเกตเกี่ยวกับความยากลำบากของความอดทน นี่เป็นผลลัพธ์ทางกายภาพที่แท้จริงที่สามารถยืนยัน (และได้รับการยืนยัน) จากการทดลอง
เอฟเฟกต์ Quantum Zeno ทำงานอย่างไร
คำอธิบายทางกายภาพในฟิสิกส์ ควอนตัม นั้นซับซ้อน แต่ก็เข้าใจได้ดีทีเดียว เริ่มต้นด้วยการคิดถึงสถานการณ์ที่เกิดขึ้นตามปกติ โดยไม่มีเอฟเฟกต์ควอนตัมของ Zeno ในที่ทำงาน “ระบบควอนตัมที่ไม่เสถียร” ที่อธิบายไว้มีสองสถานะ ขอเรียกว่าสถานะ A (สถานะที่ไม่เสื่อมสลาย) และสถานะ B (สถานะที่สลายตัว)
หากระบบไม่ถูกสังเกต ในที่สุดระบบจะพัฒนาจากสถานะไม่สลายตัวไปสู่การทับซ้อนของสถานะ A และสถานะ B และความน่าจะเป็นที่จะอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่งขึ้นอยู่กับเวลา เมื่อมีการสังเกตการณ์ใหม่ ฟังก์ชันคลื่นที่อธิบายการทับซ้อนของสถานะนี้จะยุบลงในสถานะ A หรือ B ความน่าจะเป็นที่สถานะจะยุบตัวลงนั้นขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ผ่านไป
เป็นส่วนสุดท้ายที่เป็นกุญแจสู่ผลควอนตัมของ Zeno หากคุณทำการสังเกตเป็นชุดหลังจากช่วงเวลาสั้นๆ ความน่าจะเป็นที่ระบบอยู่ในสถานะ A ระหว่างการวัดแต่ละครั้งจะสูงกว่าความน่าจะเป็นที่ระบบอยู่ในสถานะ B อย่างมาก กล่าวอีกนัยหนึ่ง ระบบจะพังทลายลงเรื่อยๆ ไปสู่สภาพที่ไม่เสื่อมสลายและไม่มีวันที่จะพัฒนาไปสู่สภาพที่เสื่อมสลาย
แม้จะฟังดูขัดแย้ง แต่ก็ได้รับการยืนยันจากการทดลองแล้ว (เช่นเดียวกับผลกระทบต่อไปนี้)
ฤทธิ์ต้านซีโน
มีหลักฐานที่แสดงให้เห็นผลตรงกันข้าม ซึ่งอธิบายไว้ในParadoxของ Jim Al-Khalili ว่า “เทียบเท่าควอนตัมของการจ้องมองที่กาต้มน้ำและทำให้เดือดเร็วขึ้น แม้ว่าจะยังคงเป็นการคาดเดาอยู่บ้าง แต่การวิจัยดังกล่าวได้เข้าถึงหัวใจของวิทยาศาสตร์ที่ลึกที่สุดและอาจมีความสำคัญในศตวรรษที่ 21 เช่นการทำงานเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัม ” ผลกระทบนี้ได้รับ การยืนยันจากการทดลองแล้ว
