Aaron O'Connell: Making sense of a visible quantum object

آرون او کانال: ایجاد احساس ازیک شئی قابل مشاهده کوانتومی

Translator: soheila Jafari Reviewer: Saeed Salehi

This is a representation of your brain,

این بازنمودی از مغز شماست

and your brain can be broken into two parts.

و مغز شما میتواند به دو بخش تقسیم شود.

There's the left half, which is the logical side,

در اینجا نیمه چپ، سمت منطقی است،

and then the right half,

و سپس نیمه سمت راست،

which is the intuitive.

که حسی است.

And so if we had a scale to measure the aptitude of each hemisphere,

خوب اگر ما مقیاسی برای اندازه گیری استعداد هر یک از نیم کره را داشتیم،

then we can plot our brain.

می توانیم مغزمان را رسم کنیم.

And for example, this would be somebody who's completely logical.

برای مثال، این میتواند فردی که کاملا" منطقی است ، باشد.

This would be someone who's entirely intuitive.

و این می تواند فردی که کاملا" حسی است، باشد.

So where would you put your brain on this scale?

خوب در کجا مغزتان را قرار می دهید؟

Some of us may have opted for one of these extremes,

شاید برخی از ما یکی از اینها را بشکل افراطی انتخاب کنیم،

but I think for most people in the audience,

اما من فکر می کنم برای بیشتر مخاطبان در اینجا،

your brain is something like this --

مغز شما چیزی شبیه این است--

with a high aptitude in both hemispheres at the same time.

با استعداد بالایی در هر دو نیم کره به طور همزمان.

It's not like they're mutually exclusive or anything.

آنها مانعه الجمع نیستند.

You can be logical and intuitive.

شما می توانید منطقی و حسی باشید.

And so I consider myself one of these people,

خوب من خودم را یکی از این افراد،

along with most of the other experimental quantum physicists,

همراه با بسیاری از فیزیکدانان دیگر کوانتومی تجربی ، مطرح می کنم

who need a good deal of logic

که نیاز به خوب منطقی فکر کردن دارند

to string together these complex ideas.

برای به هم زدن این نظریات پیچیده.

But at the same time, we need a good deal of intuition

اما به طور همزمان، ما نیاز به خوب حس کردن هم داریم

to actually make the experiments work.

در واقع برای ایجاد آزمایشات کاری.

How do we develop this intuition? Well we like to play with stuff.

چگونه ما این بصیرت را گسترش می دهیم؟ما علاقه داریم که با اشیائ بازی کنیم.

So we go out and play with it, and then we see how it acts,

خوب ما میرویم بیرون و با آنها بازی می کنیم، و سپس می بینیم آنها چگونه عمل می کنند

and then we develop our intuition from there.

سپس ما حس مان را از آنها گسترش می دهیم.

And really you do the same thing.

و واقعا" شما همین کار را می کنید.

So some intuition

بعضی از حس های شما

that you may have developed over the years

که شاید در طی سالها گسترش یافته باشند

is that one thing is only in one place at a time.

چیزی است که تنها، در یک مکان در یک زمان است.

I mean, it can sound weird to think about

منظورم این است، شاید به نظر عجیب باشد فکر کردن درباره

one thing being in two different places at the same time,

یک چیز که همزمان در دو مکان متفاوت باشد،

but you weren't born with this notion, you developed it.

چون شما با این مفهوم متولد نشدید که آن را گسترش دهید.

And I remember watching a kid playing on a car stop.

به خاطر می آورم که مشغول تماشای کودکی که در یک مخل توقف خودرو بازی می کرد بودم

He was just a toddler and he wasn't very good at it, and he kept falling over.

او نوپا بود و خیلی خوب راه نمی رفت، و مرتبا" زمین می خورد

But I bet playing with this car stop taught him a really valuable lesson,

اما من شرط می بندم که بازی در این محل توقف خودرو درس واقعا" ارزشمندی به او داد،

and that's that large things don't let you get right past them,

و اینکه چیزهای بزرگ به شما اجاره نمی دهند که به عقب آنها برسید،

and that they stay in one place.

اگر آنها در یک مکان بمانند.

And so this is a great conceptual model to have of the world,

این یک مدل مفهومی بزرگی از جهان است،

unless you're a particle physicist.

مگر اینکه شما یک فیزیکدان ذرات باشید.

It'd be a terrible model for a particle physicist,

این یک مدل وحشتناک برای فیزیکدان ذرات است.

because they don't play with car stops,

زیرا آنها با محل توقف خودر بازی نمی کنند،

they play with these little weird particles.

آنها با ذرات کوچک عجیب بازی می کنند.

And when they play with their particles,

و وقتی آنها با ذرات کوچکشان بازی می کنند،

they find they do all sorts of really weird things --

متوجه می شوند که آنها (ذرات) همه نوع کارهای واقعا" عجیب را انجام می دهند.--

like they can fly right through walls,

مانند اینکه آنها میتوانند درست به طرف دیوار پرواز کنند،

or they can be in two different places at the same time.

یا آنها می توانند در دو مکان مختلف در یک زمان باشند.

And so they wrote down all these observations,

و تمامی این مشاهدات را مینویسند،

and they called it the theory of quantum mechanics.

این را تئوری مکانیک کوانتومی می نامند.

And so that's where physics was at a few years ago;

این جاییست که فیزیک در چند سال گذشته بود ;

you needed quantum mechanics

شما به مکانیک کوانتومی نیاز داشتید

to describe little, tiny particles.

برای توضیح یک ذره خیلی کوچک.

But you didn't need it

اما شما

to describe the large, everyday objects around us.

برای توضیح اشیاء بزرگ که روزانه اطراف ما هستند ، به آن نیازی نداشتید

This didn't really sit well with my intuition,

واقعا این برای من قابل لمس(حس) نبود،

and maybe it's just because I don't play with particles very often.

و شاید به این دلیل که من با ذرات اغلب بازی نمی کنم.

Well, I play with them sometimes,

خوب،من گاهی با آنها بازی می کنم،

but not very often.

اما نه اغلب اوقات

And I've never seen them.

من هرگز آنها را ندیدم

I mean, nobody's ever seen a particle.

منظورم این است، هرگز کسی آنها را ندید.

But it didn't sit well with my logical side either.

اما من با وجه منطقیم هم با آن راحت نبودم.

Because if everything is made up of little particles

زیرا اگر همه چیز از ذرات ریز تشکیل شده

and all the little particles

وهمه این ذرات ریز

follow quantum mechanics,

از ماشین کوانتوم متابعت کنند،

then shouldn't everything just follow quantum mechanics?

سپس نباید تنها از مکانیک کوانتوم متابعت کنند؟

I don't see any reason why it shouldn't.

من هیچ دلیلی برای اینکه ، چرا نباید نمی دیدم.

And so I'd feel a lot better about the whole thing

می توانستم درباره همه چیز احساس بهتری کنم

if we could somehow show

اگر میتوانستیم به شکلی نشان دهیم

that an everyday object

که همه اشیاء

also follows quantum mechanics.

از مکانیک کوانتوم تابعیت می کنند.

So a few years ago, I set off to do just that.

چند سال پیش، برای انجام این برنامه ریزی کردم.

So I made one.

من یک (ماشین) را ساختم.

This is the first object

این اولین شیئ هست

that you can see

که شما می توانید ببینید

that has been in a mechanical quantum superposition.

که یک مکانیک کوانتومی انطباقی بوده است.

So what we're looking at here

چیزی که ما دراینجا به دنبالش هستیم

is a tiny computer chip.

یک تراشه کوچک کامپیوتری است.

And you can sort of see this green dot right in the middle.

شما یک جورهایی می توانید این نقطه سبز را در وسط این ببینید

And that's this piece of metal I'm going to be talking about in a minute.

این قطعه فلزی است که فصد دارم برای یک دقیقه راجع به آن صحبت کنم.

This is a photograph of the object.

این عکسهای پروژه است.

And here I'll zoom in a little bit. We're looking right there in the center.

اینجا کمی بزرگنایی کردم. ما دقیقا به مرکز نگاه می کنیم.

And then here's a really, really big close-up of the little piece of metal.

سپس در اینجا یک بزرگنمایی واقعا نزدیک از این قطعه کوچک فلز است.

So what we're looking at is a little chunk of metal,

چیزی که ما به آن نگاه می کنیم یک قزعه کوچک قلز است،

and it's shaped like a diving board, and it's sticking out over a ledge.

و به شکل تخته غواصی درآمده و و به دیوارها چسبیده است.

And so I made this thing

من این را ساختم

in nearly the same way as you make a computer chip.

نزدیک به روشی که شما تراشه کامپیوتر را می سازید.

I went into a clean room with a fresh silicon wafer,

رفتم در یک اطاق تمیز با یک ویفرسیلیکون تازه،

and then I just cranked away at all the big machines for about 100 hours.

سپس من برای مدت ١۰۰ ساعت همه ماشین های بزرگ را خم کردم.

For the last stuff, I had to build my own machine --

آخرین چیزی که من باید ماشین خودم را می ساختم---

to make this swimming pool-shaped hole

ساخت این چاله شبیه استخر

underneath the device.

زیر دستگاه بود.

This device has the ability

این دستگاه توانایی

to be in a quantum superposition,

در انطباق کوانتومی دارد ،

but it needs a little help to do it.

اما نیاز به کمی کمک برای انجام آن دارد.

Here, let me give you an analogy.

اجازه دهید در اینجا مثالی بیاورم..

You know how uncomfortable it is to be in a crowded elevator?

چگونه احساس ناراحتی در آسانسور شلوغ می کنید؟

I mean, when I'm in an elevator all alone, I do all sorts of weird things,

منظورم این است که وقتی من در آسانسور تنها هستم، من همه کارهای عجیب را انجام می دهم،

but then other people get on board

اما وقتی مردم سوار می شوند

and I stop doing those things

انجام این کارها را متوقف می کنم،

because I don't want to bother them,

زیرا من نمی خواهم آنها را آزار دهم،

or, frankly, scare them.

یا صادقانه بگویم بترسانمشان.

So quantum mechanics says

خوب مکانبک کوانتومی می گوید

that inanimate objects feel the same way.

که اشیاء بی جان حسی مشابه دارند.

The fellow passengers for inanimate objects

مسافران برای اشیاء بی جان

are not just people,

تنها مردم نیستند

but it's also the light shining on it

بلکه همچنین این نور درخشان بر روی آن

and the wind blowing past it and the heat of the room.

و وزش باد بر روی آن و گرمای اتاق هم هستند.

And so we knew, if we wanted to see

و بنابر این ما می دانستیم، اگر ما می خواهیم بینیم

this piece of metal behave quantum mechanically,

آیا این قطعه فلز رفتار مکانیک کوانتومی می کند،

we're going to have to kick out all the other passengers.

می بایست تمامی مسافران را بیرون می ریختیم.

And so that's what we did.

خوب این چیزی است که ما انجام دادیم.

We turned off the lights,

ما چراغها را خاموش کردیم،

and then we put it in a vacuum and sucked out all the air,

و سپس هوا را مکیده و خلاء ایجاد کردیم،

and then we cooled it down

و بعد آن را سرد کردیم

to just a fraction of a degree above absolute zero.

کمی بالاتر از کسری از یک با صفر مطلق.

Now, all alone in the elevator,

حال، تنها در آسانسور

the little chunk of metal is free to act however it wanted.

این قطعه کوچک فلزی حالا آزاد است که هر کاری که می خواهد بکند.

And so we measured its motion.

ما حرکات را اندازه گیری کردیم.

We found it was moving in really weird ways.

و فهمیدیم که به شیوه ای واقعا" عجیبی در حال حرکت است.

Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating,

به جای اینکه کاملا" ساکن باشد، در ارتعاش بود.

and the way it was vibrating was breathing something like this --

و روشی که در ارتعاش بود مانند تنفس کردن--

like expanding and contracting bellows.

مثل انبساط و انقباض ریه ها بود.

And by giving it a gentle nudge,

با زدن ضربه ملایمی به آن،

we were able to make it both vibrate

ما قادر شدیم که به طور همزمان

and not vibrate

آن را مرتعش و نامرتعش(ثابت)

at the same time --

کنیم---

something that's only allowed with quantum mechanics.

چیزی که فقط با مکانیک کوانتومی مجاز است.

So what I'm telling you here is something truly fantastic.

خوب چیزی که من دارم برایتان می گویم حقیقتا بی نظیر است

What does it mean for one thing

چه معنیی می دهد که یک چیز

to be both vibrating and not vibrating

در یک زمان

at the same time?

هم مرتعش و هم نامرتعش (ثابت) باشد

So let's think about the atoms.

بگذارید به اتم فکر کنیم.

So in one case:

یک مورد:

all the trillions of atoms that make up that chunk of metal

تریلونها اتم این قطعه فلز را ساخته اند

are sitting still

کنار هم ساکن قرار گرفته اند

and at the same time those same atoms

و در همان زمان همه آن اتمها

are moving up and down.

به طرف بالا و پائین حرکت می کنند.

Now it's only at precise times when they align.

تنها در زمان بسیار دقیقی و آنها با هم همردیف می شوند.

The rest of the time they're delocalized.

بقیه زمان آنها به همریخته و نامنظم هستند.

That means that every atom

بدین معنی که هر اتم

is in two different places at the same time,

هم زمان در دو مکان مختلف است،

which in turn means the entire chunk of metal

که این همهء این تکه فلز تعمیم می باید

is in two different places.

که در دو مکان مختلف باشند.

I think this is really cool.

فکر کنم که این واقعا خیلی جالبه.

(Laughter)

( خنده تماشاگران)

Really.

واقعا".

(Applause)

( تشویق تماشاگران)

It was worth locking myself in a clean room to do this for all those years

برای انجام این کار، این ارزش را داشت که خودم را درهمه این سالها در یک اطاق پاکیزه مبحوس کنم .

because, check this out,

زیرا، این انجام شد.

the difference in scale

تفاوت در مقیاس

between a single atom and that chunk of metal

بین یک واحد اتم و یک قطعه فلز

is about the same as the difference

تقریبا" مشابه تفاوت

between that chunk of metal and you.

بین این قطعه فلز با شماست.

So if a single atom can be in two different places at the same time,

بنابر این اگر یک واحد اتم بتواند در یک زمان در دو مکان مختلف باشد،

that chunk of metal can be in two different places,

این قطعه فلز هم می تواند در دو مکان باشد،

then why not you?

و چرا شما نباشید؟ (در دو مکان مختلف در یک زمان)

I mean, this is just my logical side talking.

منظور این است که ، من فقط از دید منطقی صحبت کردم.

So imagine if you're in multiple places at the same time,

خوب تصور کنید اگر شما در چندین مکان بطور همزمان باشید،

what would that be like?

این چگونه می شود؟

How would your consciousness

چگونه آگاهی شما

handle your body being delocalized in space?

با بدنتان که در فضا نامتمرکز و به نامنظم است رفتار می کند؟

There's one more part to the story.

بخش دیگری از داستان وجود دارد.

It's when we warmed it up,

وقتی ما آن را گرم کردیم،

and we turned on the lights and looked inside the box,

و چراغها را روشن و به داخل جعبه نگاه کردیم،

we saw that the piece metal was still there in one piece.

دیدیم که فلز هنوز به شکل فطعه آنجاست

And so I had to develop this new intuition,

خوب من می بایست این شهود جدید را گسترش می دادم،

that it seems like all the objects in the elevator

به نظر می رسد که مثل همه اشیاء داخل آسانسور

are really just quantum objects

واقعا فقط اشیاء کوانتومی هستند که

just crammed into a tiny space.

در داخل یک فضای کوچک محفوظ شده اند.

You hear a lot of talk

شما بحثهای زیادی را

about how quantum mechanics says that everything is all interconnected.

درباره اینکه چگونه مکانیک کوانتومی می گوید که همه چیز را با هم مرتبط است را شنیده اید.

Well, that's not quite right.

خوب این خیلی هم درست نیست :

It's more than that; it's deeper.

بیشتر از این هست

It's that those connections,

این ارتباطات،

your connections to all the things around you,

ارتباطات شما با همه چیزهای اطراف شماست،

literally define who you are,

که دقیقا" تعریفی از شماست.

and that's the profound weirdness of quantum mechanics.

و این ژرفای عجیب بودن مکانیک کوانتومی است.

Thank you.

( سپاسگزارم)

(Applause)

(تشویق تماشاگران)