Fiziklar birinchi marta "qattiq" kvant ob'ektini ko'rishdi

Fiziklar birinchi marta "qattiq" kvant ob'ektini ko'rishdi
Fiziklar birinchi marta "qattiq" kvant ob'ektini ko'rishdi
Anonim

Avstriyalik va amerikalik fiziklar birinchi marta bir vaqtning o'zida 100 million atomdan tashkil topgan "qattiq" kvant jismni, shisha nanopartikulni suratga olishdi. Bu yutuq tadqiqotchilar ma'lumotlariga asoslanib Science jurnalida e'lon qilingan kvant mexanikasi qonunlarining chegaralarini sezilarli darajada kengaytiradi.

Biz bilamizki, kvant fizikasi qonunlari atomlar va molekulalarga taalluqlidir, lekin biz kvant xususiyatlarini ko'rsatadigan ob'ekt qanchalik katta bo'lishi mumkinligini bilmaymiz. Nanopartikulani ushlab, uni fotonik kristall bilan bog'lab, biz bunday makroni ajratib olishga muvaffaq bo'ldik. Vena universiteti professori Markus Aspelmeyer va uning hamkasblari xabar berishdi.

Olimlar nega biz kvant chigal hodisasini - ikki yoki undan ortiq yorug'lik zarralari, atomlar yoki boshqa narsalarning kvant holatlarining o'zaro bog'liqligini kuzata olmasligimiz bilan uzoq vaqtdan beri qiziqib kelmoqdamiz. boshqa narsalarga qaraganda, biz yalang'och ko'z bilan yoki hech bo'lmaganda mikroskop orqali ko'rishimiz mumkin bo'lgan narsalar dunyosida.

Hozirgi olimlar nima uchun ikkita olma va boshqa ko'rinadigan narsalarni Eynshteyn aytganidek, "g'alati aloqalar" birlashtira olmasligini, nima uchun ular dekoherensiya natijasida yo'q qilinishini tushuntirishmoqda. Xuddi shunday, tadqiqotchilar kvant darajasida atomlar, molekulalar, materiyaning boshqa klasterlari va atrof -muhit kuchlari bilan o'zaro ta'sirining oqibatlarini chaqirishadi.

Ushbu mantiqqa ko'ra, ob'ekt qanchalik katta bo'lsa, u atrof -muhit bilan tez -tez aloqa qiladi va uni boshqa zarralar va jismlar bilan bog'laydigan kvant aloqalari tezroq parchalanadi. Bu mulohaza kvant mexanikasining qaerdan boshlanishi va tugashi, umuman katta ob'ektlarning xatti -harakatiga ta'sir qiladimi va kvant mikrokosm bilan oddiy makrokosmos o'rtasidagi chegarani topish mumkinmi degan munozaralarga sabab bo'ldi.

Kvantli muzlatgich

Aspelmeyer va uning hamkasblari kvant dunyosining chegaralarini kengaytirish yo'lida katta qadam tashladilar, nanohissaciklar va optik tuzoq, bir nechta lazer va linzalar to'plamini sinab ko'rdilar, ular materiyaning mayda bo'laklarini vakuumda ushlab tura oladilar va ularni yaqin haroratgacha sovutadilar. mutlaq nol.

Optik tuzoqlarning bu xususiyati, olimlar tushuntirganidek, materiyaning barcha shakllarining kvant xususiyatlarini o'rganish uchun juda muhim. Buning sababi shundaki, bunday haroratda atomlar, molekulalar va zarrachalar issiqlik ta'siri ostida xaotik harakat qilishni to'xtatadi va ularga faqat kvant olamining qonunlari ta'sir qiladigan maxsus holatga o'tadi.

Bunga bitta atomlar va molekulalar, shuningdek ularning gazsimon klasterlari uchun erishish oson, biroq ilgari fiziklar moddaning qattiq shakllarini shu paytgacha sovita olmagan. O'tgan yilning boshida Aspelmeyer va uning jamoasi nanopartikula energiyasini yo'qotib, nurlanishini sochib yuboradigan optik tuzoqlarni "pompalash" uchun ishlatiladigan lazerlarning to'lqin uzunligini tanlab, bu muammoni hal qilishdi, bu uning sekinlashishi va sovishiga olib keladi..

Bu muvaffaqiyatga erishgan avstriyalik va amerikalik fiziklar sof kremniyli shisha nanopartikulani tayyorladilar, uni shu qurilmaga joylashtirdilar, mutlaq nolga yaqin haroratgacha sovutdilar va kvant xususiyatlarini o'lchadilar. Bu o'lchovlar uni bir necha soniya mikrosaniyali uchun ishlab chiqqanligini tasdiqladi.

Hozircha, fiziklar tan olganidek, bu kvant tajribalarini o'tkazish uchun etarli emas, lekin kelajakda, agar siz lazer nurlanishidagi shovqin darajasini pasaytirsangiz va tuzoqning ishlashini yaxshilasangiz, nanohissa kvant holatida qoladi. taxminan etti mikrosaniya.

Olimlarning fikricha, bu safar tortishish kuchi ta'sir qiladigan kvantli makro ob'ekt qanday "tushishini" kuzatish uchun etarli bo'ladi. Bu gravitatsiyaviy to'lqinlarni o'rganish va tortishish kuantum kosmos bilan "munosabatlarining" mohiyatini ochish uchun bir nechta shunday zarrachalardan foydalanish imkonini beradi, buni mashhur amerikalik fizik Richard Feynman 1957 yilda bajarishni taklif qilgan.

Tavsiya: