Принцип квантовой суперпозиции была испытана на масштабах, как никогда раньше в новом исследовании ученые из Венского университета в сотрудничестве с Университетом Базеля. Горячая, сложных молекул, состоящих из почти двух тысяч атомов были введены в квантовой суперпозиции и вмешательства. Подтверждая это явление — «сердце квантовой механики» в слова Ричарда Феймана и о новом массовом масштабе, улучшенная ограничения на альтернативные теории квантовой механики были размещены. Работы будут опубликованы в физике природы.
Квантовой к классической?
Принцип суперпозиции является отличительной чертой квантовой теории, которая вытекает из одного из самых фундаментальных уравнений квантовой механики, уравнение Шредингера. Он описывает частицы в рамках волновых функций, которые, подобно воде, волны на поверхности пруда, могут проявлять эффекты интерференции. Но в отличие от волн на воде, которые являются коллективное поведение множества взаимодействующих молекул воды, квантовые волны могут также быть связаны с изолированным одиночных частиц.
Пожалуй, самый элегантный пример из волновой природы частиц в двухщелевом эксперименте, в котором функция частицы и волны одновременно проходит через две щели и интерферирует. Этот эффект был продемонстрирован для фотонов, электронов, нейтронов, атомов и даже молекул, и это поднимает вопрос, что физики и философы боролись с первых дней существования квантовой механики: откуда эти странные квантовые эффекты перехода в классический мир, с которым мы все знакомы
Экспериментальный подход
Эксперименты Маркус Арндт и его команда в Университете Вены подойти к этому вопросу самым прямым возможным способом, то есть, показывая квантовой интерференции с еще более массивные объекты. Молекулы в недавние эксперименты массами более чем 25 000 атомных единиц массы, в несколько раз больше, чем предыдущий рекорд. Одна из самых крупных молекул, отправленные через интерферометр, C707H260F908N16S53Zn4, состоит из более чем 40.000 протонов, нейтронов и электронов, причем длина волны де Бройля, что в тысячу раз меньше диаметра даже одного атома водорода. Майор Марсел и его команда в Университете Базеля использовать специальные приемы, чтобы синтезировать такие массивные молекулы, которые являются достаточно стабильными для формирования молекулярных Пучков в сверхвысоком вакууме. Подтверждающие квантовую природу этих частиц также требует вопрос-волнового интерферометра с длинной двухметровой базового уровня, который был специально построен в Вене.
Альтернативные квантовые модели и macroscopicity
Один класс моделей, который стремится примирить кажущийся переход от квантового к Классическому Режиму прогнозирует, что волновая функция частицы самопроизвольно разрушается со скоростью, пропорциональной его массе в квадрате. По экспериментально показывает, что суперпозиция сохраняется на тяжелых частиц за определенный отрезок времени, поэтому непосредственно находится шагами о том, как часто и насколько локализовано таким образом, процесс распада может быть. В этих экспериментах молекулы остались в суперпозиции более 7 мс, достаточно долго, чтобы установить новый интерферометрический границы на альтернативных квантовых моделей.
Обобщенный показатель macroscopicity используется для классификации просто, как и альтернативные модели исключаются такие эксперименты, и эксперименты Фейн и соавт. опубликовано в физика природы представляют собой порядок увеличилось в macroscopicity. «Наши эксперименты показывают, что квантовая механика, со всеми его странностями, тоже невероятно крепкого, и я уверен, что будущие эксперименты протестируют его на еще более огромных масштабах», — говорит Фейн. Граница между квантовой и классической становится размытым все время.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!