Kategóriák Fizika

2000 atom volt egyszerre két helyen az új kvantum rekordnál

A Bécs és a Basel Egyetemek közreműködésében eddig nem látott méretekben tesztelték a kvantum szuperpozíció elméletét. A kísérletben összesen több mint kétezer atomot hoztak szuperpozícióba ezzel kapcsolatot teremtve közöttük. Azzal, hogy mechanizmus működését ilyen méretekben is sikerült bizonyítani, komoly korlátok közé szorulnak a kvantum mechanika más alternatív elméletei – melyek kizárják a szuperpozíciót.

A szuperpozícióban lévő részecskék a kvantum mechanika elméletének egyik alapvető jelensége, amit Schrödinger egyenletéből származtatnak. Ez úgy írja le a részecskéket hullámfüggvények formájában, hogy a víz által keltett hullámokhoz hasonlóan ők is képesek egymásra hatni. Azonban a hagyományos hullámokkal szemben – amik a példát követve a víz molekulák együttes viselkedése – a kvantum hullámok amúgy egymástól teljesen elszigetelt részecskéket is összeköthetnek.

Az anyagok hullám természetének egyik legikonikusabb példája a kétrés-kísérlet, amelynél igazolták, hogy a fény fotonjai megfelelő körülmények között részecskeként és hullámként is tudnak viselkedni – amíg a hullámok egymásra is hatással vannak. Ezeket a hatásokat azóta a fotonokon felül elektronoknál, neutronoknál, atomoknál és molekuláknál is igazolták. Ezek az eredmények a fizikusok és a filozófusok számára is komoly fejtörést okoznak a mai napig és komoly kérdéseket vet fel az is, hogy a kvantum jelenségeknek, hogyan hatnak a hagyományos világra.

Ennek a problémának a megválaszolására most a kutatók minden eddiginél több atom – több mint 25 000 atomi tömegegység – között alkottak kapcsolatot. A C707H260F908N16S53Zn4 képletű molekulát több mint 40000 proton neutron és elektron alkotja és az eddigi legnagyobb amit egy mikrohullám-frekvenciamérőn átküldtek.

A molekula előállítására térbeli szintetizációs technikákat használtak, amíg sikerült előállítani egy nagy tömegű molekulát, ami elég stabil volt ahhoz, hogy ultra magas vákuumban molekula sugarat alkossanak vele. A részecskék kvantum természetének elbírálásához egy direkt erre a célra elkészített két méter hosszú mikrohullám-frekvenciamérőt használtak.

A kvantum és a hagyományos fizika közötti átmenetet képező egyik modellje szerint, minél nagyobb tömegű egy részecske annál gyorsabban omlik össze a hullámfüggvénye. A mostani kísérlet megmutatja, hogy a nehéz részecskék mennyi ideig tudja megőrizni szuperpozícióját ezzel megmutatva az összeomlás folyamatának határát. Az eredmények szerint ez a határ pedig 7 ms, amit ezután az alternatív kvantum modelleknek is figyelembe kell majd venniük.

A kvantum állapot robusztussága a kutatókat is meglepte, akik kíváncsian várják hogy hasonló eredményeket hoz-e a még a mostaninál is lényegesen nagyobb tömegű részecskék vizsgálata – ezzel fokozatosan elmosva a kvantum és a hagyományos fizika határát.

Forrás: nature.com

Megosztás

Legutóbbi tartalom

Célegyenesben Kína a 2020-as károsanyag kibocsátási célkitűzéseiben

A University College London kutatónak közreműködésével készített felmérés szerint jelentős mértékben csökkent 2014 és 2017 között a kínai hőerőművek károsanyag…

2019-10-11

Trópusi erdőben találtak új antibiotikumot

A Rutgers Egyetem kutatói egy nemzetközi közreműködés keretében felfedeztek egy új antibiotikumot, amit a mexikói trópusi erdők talajában élő baktériumok…

2019-10-11

24,8 százalékos hatásfokot értek el az olcsó perovszkit alapú nap celláknál

A kínai Nanjing és a kanadai Toronto Egyetemek kutatócsapatának sikerült elkészítenie egy teljes perovszkit tandem nap cellát. Az új celláról…

2019-10-11

Az első exobolygó felfedezője szerint a benépesítésük lehetetlen feladat lenne

Michel Mayor, svájci Nóbel-díjas kutató szerint az emberek soha nem fogják benépesíteni a Naprendszeren kívül eső bolygókat, mivel ahhoz túl…

2019-10-11

Új szintre lépett a lítium-szén dioxid akkumulátorok fejlesztése

A lítium-szén dioxid akkumulátorokon alapuló energiatározó rendszerek azért vívtak ki elismerést maguknak az elmúlt években, mivel elméletileg akár hétszer magasabb…

2019-10-03

A testhőmérséklet szabályozásában segíthettek a T. rex koponyáján lévő rejtélyes lyukak

A Missouri, az Ohio és a Florida Egyetemek kutatói felfedezték, hogy a Földünk egykori talán legnagyobb húsevő dinoszauruszának különleges koponyaformája…

2019-09-23

Ez a weboldal cookie-kat használ.

Elolvasom