رادار کوانتومی چگونه کار می کند؟
جدیدترین چالش برای دانشمندان علم کوانتوم ساخت سیستم راداری است که با استفاده از پدیده درهم تنیدگی کوانتومی بتواند هواپیماهای رادارگریز را شناسایی و ردیابی کند؛ البته این ابزار دفاعی هنوز در مرحله تئوریک قرار دارد.
کانادا دقیقاً روی مغناطیسی ترین نقطه کره زمین؛ یعنی قطب شمال قرار دارد و از آب و هوای سرد و یخبندان های استخوان سوز روی زمین که بگذریم، باید با طوفان های مغناطیسی و ذرات باردار خورشیدی در آسمان مقابله کند. این ذرات خورشیدی و شفق های قطبی باعث اختلال در دریافت سیگنال های رادیویی می شود و تشخیص اجسام را برای دستگاه های راداری مشکل می کند. دانشمندان کانادایی دانشگاه واترلو امیدوارند با حل یکی از قدیمی ترین معماهای فیزیک کوانتوم، راه را برای ساخت رادارهای کوانتومی هموار کنند.
دولت کانادا می خواهد با ساخت سیستم رادار کوانتومی و جایگزین کردن آن با رادارهای کهنه و قدیمی از مرزهای هوایی خود در مقابل پرنده های رادارگریز دفاع کند. در این مقاله شما می توانید با چگونگی کار رادارهای کوانتومی آشنا شوید.
ضعف رادارهای امروزی این است که تمام موج های رادیویی را تشخیص می دهند. به این ترتیب دنبال کردن یک موج مشخص در میان هزاران موج دیگر برای سیستم راداری سخت می شود. اما رادار کوانتومی علاوه بر غلبه بر نویزهای مزاحم، می تواند پرنده های رادارگریز را هم تشخیص دهد. فناوری رادارگریز موجود بر پایه رنگ خاص و طراحی بدنه، طراحی شده است تا با جذب و منحرف کردن امواج رادیویی، هواپیما را از چشم رادارها پنهان کند. همچنین با استفاده از پارازیت ماهواره ای و ایجاد نویز مصنوعی در کار گیرنده های راداری اختلال ایجاد می کند. با رادار کوانتومی بدون اینکه خلبان متوجه شود، این هواپیماها ردیابی می شوند.
اگرچه دانشمندان تاکنون فقط در محیط آزمایشگاه موفق به انجام اینکار شده اند، اما اکنون به دنبال عملی کردن آن در حوزه نظامی هستند.
پدیده ای به نام درهم تنیدگی کوانتومی
درهم تنیدگی کوانتومی پدیده ای است که طی آن یک جفت ذره از راه دور به یکدیگر وصل می شوند. این ذرات حتی اگر از هم دور باشند، روی یکدیگر تاثیر می گذارند و خصوصیات خود را به یکدیگر منتقل می کنند. اگر موقعیت، گشتاور یا قطبیت یک ذره را تعیین کنیم، می توانیم به موقعیت، گشتاور یا قطبیت یک ذره دیگر دست پیدا کنیم. در فناوری رادار کوانتومی یک فوتون از آنتن رادار ساطع می شود؛ در حالی که جفت آن روی زمین نگه داشته شده است. اگر فوتون یا ذره نوری پرتاب شده با برخورد به جسم خارجی تغییر کند، بلافاصله ویژگی های جدید به فوتون نگه داشته شده منتقل می شود. به این ترتیب نویزهای اضافی و پارازیت ماهواره ای از چرخه ردیابی حذف می شوند و پیشرفته ترین هواپیمای رادارگریز نیز از چشم رادار پنهان نمی ماند.
فرار از سیستم رادار کوانتومی که بر پایه نور کار می کند، تقریباً غیر ممکن است. هر تلاشی از سوی هواپیما برای تغییر دادن حالت فوتونی که به هواپیما برخورد کرده، باعث می شود تا فوتون جفت شده تغییر کند و موقعیت هواپیما آشکار شود.
در حال حاضر انجام این عمل تقریباً در حد تئوری باقی مانده است؛ چرا که درهم تنیدگی کوانتومی مدت طولانی ادامه نمی یابد. فیزیکدانان علم کوانتوم به دنبال راه حلی هستند تا با ساخت کامپیوترهای کوانتومی و رمزدار کردن کوانتوم ها این پدیده فیزیکی را در اختیار بشر قرار دهند.
منابع
مقاله علمی و آموزشی «رادار کوانتومی چگونه کار می کند؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله مبین افضلی در مجله دانشمند، به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.
