Физиктер алдымен «қатты» кванттық объектіні көрді

Физиктер алдымен «қатты» кванттық объектіні көрді
Физиктер алдымен «қатты» кванттық объектіні көрді
Anonim

Австриялық және американдық физиктер алғаш рет бірден 100 миллион атомнан тұратын «қатты» кванттық объектіні, шыны нанобөлшекті суретке түсіре алды. Бұл жетістік зерттеушілердің деректеріне сілтеме жасай отырып Science журналында жарияланған кванттық механика заңдарының шекарасын едәуір кеңейтеді.

«Біз кванттық физика заңдары атомдар мен молекулаларға қатысты екенін білеміз, бірақ кванттық қасиеттері бар объектінің қаншалықты үлкен болатынын білмейміз. Нанобөлшекті ұстап, оны фотонды кристалмен байланыстыра отырып, біз осындай макросты бөліп алдық. -қарсылық білдірді және оның кванттық қасиеттерін зерттеді.

Ғалымдар көптен бері біз кванттық шатасу құбылысын - жарықтың екі немесе одан да көп бөлшектерінің, атомдардың немесе басқа заттардың кванттық күйлерінің өзара байланысын бақылай алмайтындығымызға қызығушылық танытқанымызда, олардың біреуінің күйінің өзгеруі бірден күйге әсер етеді. басқалар туралы, біз қарапайым көзбен немесе кем дегенде микроскоп арқылы көре алатын заттар әлемінде.

Ғалымдар бүгінде екі алманы және басқа көрінетін заттарды Эйнштейн айтқандай «оғаш байланыстармен» біріктіруге болмайтынын түсіндіреді, себебі олар декоеренция деп аталатын нәтижесінде жойылады. Дәл осылай зерттеушілер кванттық деңгейде атомдардың, молекулалардың, заттардың басқа кластерлерімен және қоршаған ортаның күштерімен өзара әрекеттесудің салдарын «түйілген» деп атайды.

Бұл логикаға сәйкес, объект неғұрлым үлкен болса, соғұрлым ол қоршаған ортамен жиі байланысады және оны басқа бөлшектермен және денелермен байланыстыратын кванттық байланыстар тезірек ыдырайды. Бұл қарастыру кванттық механика неден басталып, немен аяқталатыны, жалпы алғанда үлкен объектілердің мінез -құлқына әсер ете ме, кванттық микроәлем мен қарапайым макрокосмос арасындағы шекараны табуға бола ма деген пікірталастарға негіз болды.

Кванттық тоңазытқыш

Аспельмейер мен оның әріптестері кванттық әлемнің шекарасын кеңейту жолында үлкен қадам жасады, нанобөлшектер мен оптикалық тұзақпен, заттың ұсақ бөлшектерін вакуумда ұстап, оларды температураға дейін суыта алатын бірнеше лазерлер мен линзалармен тәжірибе жасады. абсолютті нөл.

Оптикалық тұзақтардың бұл қасиеті, ғалымдар түсіндіргендей, материяның барлық формаларының кванттық қасиеттерін зерттеу үшін өте маңызды. Себебі мұндай температурада атомдар, молекулалар мен бөлшектер жылудың әсерінен хаотикалық қозғалысты тоқтатады және оларға кванттық әлемнің заңдары ғана әсер ететін ерекше күйге өтеді.

Бұл бір атомдар мен молекулаларға, сондай -ақ олардың газ тәрізді кластерлеріне қол жеткізу үшін жеткілікті оңай, бірақ бұрын физиктер заттың қатты формаларын осы уақытқа дейін суыта алмады. Өткен жылдың басында Аспельмейер мен оның командасы бұл мәселені шешті, бұл нанобөлшектің энергиясын жоғалта бастайтын оптикалық қақпақтарды «сору» үшін қолданылатын лазерлердің толқын ұзындығын таңдау арқылы олардың сәулеленуін шашыратып, оның баяулауы мен салқындауына әкеледі..

Осы жетістікке жеткен австриялық және американдық физиктер таза кремнезем нанобөлшегін дайындады, оны осы қондырғыға қойды, абсолютті нөлге жақын температураға дейін салқындатып, оның кванттық қасиеттерін өлшеді. Бұл өлшеулер оның бірнеше микросекундтың фракциялары үшін жасағанын растады.

Әзірге, физиктер мойындағандай, бұл кванттық эксперименттер жүргізу үшін жеткіліксіз, бірақ болашақта, егер сіз лазерлік сәулеленудің шу деңгейін төмендетіп, тұтастай тұзақтың жұмысын жақсартсаңыз, нанобөлшек кванттық күйде қалады. шамамен жеті микросекунд.

Ғалымдардың пікірінше, бұл жолы гравитациялық күш әсер ететін кванттық макробъектінің қалай «түсетінін» байқауға жеткілікті болады. Бұл бірнеше осындай бөлшектерді гравитациялық толқындарды зерттеуге және атақты американдық физик Ричард Фейнман 1957 жылы жасауды ұсынған кванттық микроәлеммен ауырлық күшінің «байланысының» табиғатын ашуға мүмкіндік береді.

Ұсынылған: