Как поместить одну вещь в одно время в двух разных местах

Эксперимент, в ходе которого ученые заставят микроскопическую стеклянную сферу существовать в двух разных местах в одно и то же время, станет одним из наиболее точных экспериментов, в ходе которого будет выполнена проверка некоторых законов и постулатов теории квантовой физики. Микроскопическая стеклянная сфера, состоящая из миллионов атомов, во время эксперимента на короткое время будет находиться в состоянии суперпозиции, т.е. попросту говоря находиться в двух местах одновременно.

Ученые-физики высказывают сомнения по поводу того, что законы квантовой физики распространяются на объекты больших размеров, чем атомы, фотоны и другие элементарные частицы. Эти сомнения зародились после того, как Эрвин Шредингер сделал достоянием общественности свой мысленный эксперимент, в котором кошка существует в состоянии суперпозиции, являясь одновременно и живой и мертвой. Этот эксперимент известен как «кошка Шредингера».

Группа ученых из Института квантовой оптики Макса Планка в Гархинге, Германия, возглавляемая Ориолем Ромеро-Исартом (Oriol Romero-Isart), собирается поместить стеклянную сферу, диаметром 40 нанометров, в маленькую впадину и осветить ее сильным лучом лазерного света. Воздействие света должно заставить сферу переместиться от одного края впадины к другой. Но, как известно, свет имеет квантовую природу, то изменение положения стеклянной сферы тоже будет происходить на квантовом уровне, что поместит эту сферу в состояние квантовой суперпозиции.

Эксперимент будет проводиться в условиях чрезвычайно глубокого вакуума и при криогенных температурах, что бы на движение сферы не оказывали влияние ни тепловое движение молекул материала, из которого она состоит, ни молекулы воздуха.

В прошлом году Аарон О’Коннелл и его коллеги из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре уже продемонстрировали возможность перевода в состояние квантовой суперпозиции металлической полоски, длиной 60 микрометров. Однако, физическое расстояние между двумя «копиями» объекта, находящимися в различных квантовых состояниях, составляло всего около 1 фемтометра, что приблизительно равно среднему размеру ядра атома вещества.

В новом эксперименте сфера будет находиться в двух различных местах без наложения ее квантовых копий друг на друга, т.е. между копиями объекта будет расстояние, превышающее размеры самого объекта. В более ранних экспериментах, использовавших атомную интерферометрию, ученые добились четкого квантового разделения копий фуллеренов и других молекул, состоящих из нескольких сотен атомов вещества. В новом же эксперименте будет произведена попытка получения квантовых копий действительно макроскопического объекта, который находится ближе к обычному физическому миру, нежели к квантовому миру атомов и элементарных частиц.

Исследователи всего мира с нетерпением ожидают результатов проведения этого эксперимента. Наблюдение за поведением относительно больших объектов, которые повинуются законам квантовой физики, позволит ученым разгадать достаточно много загадок, которые поставила перед ними Вселенная.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *