Şimdiye kadarki en büyük testte, fizikçiler kuantum mekaniğinde önemli bir paradoks keşfettiler ve bunun yüzlerce atomdan oluşan bulutlar için bile devam ettiğini keşfettiler.
İsviçre’deki Basel Üniversitesi’nden Paolo Colciaghi ve Yvan Li liderliğindeki fizikçilerden oluşan bir ekip, her biri 700 atomdan oluşan birbirine dolanmış iki Bose-Einstein yoğunlaşmasını kullanarak şunu gösterdi: Einstein-Podolsky-Rosen paradoksu (EPR) yukarı git.
Araştırmacılar, bunun kuantum metrolojisi için önemli etkileri olduğunu söylüyor – kuantum teorisi altında şeyleri ölçme çalışması.
“Sonuçlarımız, çoklu uzamsal olarak ayrılmış büyük parçacık sistemleriyle EPR paradoksunun ilk gözlemini temsil ediyor.” araştırmacılar makalelerinde yazıyor.
“Kuantum mekaniği ile yerel gerçekçilik arasındaki çatışmanın, sistemin boyutu binden fazla büyük parçacığın üzerine çıktıkça ortadan kalkmadığını gösteriyorlar.”
Evreni matematiksel olarak tanımlamada çok iyi olmamıza rağmen, işlerin nasıl yürüdüğüne dair anlayışımız en iyi ihtimalle yamalı.
Bir boşluğu doldurmak için kullandığımız araçlardan biri, 20. yüzyılın başlarında ortaya çıkan bir teori olan kuantum mekaniğidir. Fizikçi Niels Bohr tarafından savunuldu., atomik ve atom altı maddenin davranışını tanımlamak için. Bu küçük dünyada klasik fizik çöküyor; Eski kurallar artık geçerli olmadığında, yeni kurallar oluşturulmalıdır.
Ancak kuantum mekaniğinin kusurları da yok değil ve 1935’te üç ünlü fizikçi büyük bir boşluk buldu. Albert Einstein, Boris Podolsky ve Nathan Rosen ünlü Einstein-Podolsky-Rosen paradoksunu anlattılar.
Hiçbir şey ışıktan hızlı gidemez, değil mi? Ancak, Einstein’ın “uzaktan korkutucu eylem” olarak adlandırdığı kuantum dolaşıklığı ile biraz zorlaşıyor. Burası, iki (veya daha fazla) parçacığı, özelliklerinin bağlantılı olması için bağladığınız yerdir; Örneğin, bir parçacık bir yönde dönerse, diğeri diğer yönde döner.
Bu parçacıklar, bu ilişkiyi büyük mesafelerde bile sürdürürler ve nasıl ve neden olduğu açık değildir. Bilim adamları, bir parçacığın özelliklerini ölçerseniz, o mesafeden bile diğer parçacığın özelliklerini çıkarsayabileceğinizi bilirler.
Bununla birlikte, kuantum mekaniği altında, bir parçacık siz onu ölçene kadar bu özelliklere sahip olmayacaktır (bu, Schrödinger düşünce deneyi tarafından keşfedilen bir tuhaflıktır).
Ve kuantum mekaniğine göre, bir parçacığın konumu gibi belirli bir özelliğini biliyorsanız, momentumu gibi başka bir özelliğini kesin olarak bilemezsiniz. Bu, Heisenberg’in belirsizlik ilkesidir.
klasik fizik kavramı yerel gerçekçilik Ayrıca, bir şeyin veya enerjinin diğerini etkilemesi için ikisinin etkileşime girmesi gerektiğini belirtir.
Bu nedenle, EPR paradoksu karmaşıktır. Dolaşmış bir sistemde bir parçacığı ölçtüğünüzde, ölçüm yerel olarak yapılmasa bile, bu ölçüm bir şekilde diğer parçacığı etkiler.
Ayrıca parçacıklar hakkında Heisenberg’in Belirsizlik İlkesi’nin izin verdiğinden daha fazlasını biliyorsunuz. Ve bir şekilde, bu etki ışık hızına meydan okuyarak anında gerçekleşir.
Böylece, EPR paradoksu, kuantum mekaniği teorisinin eksik olduğunu gösterir; İçinde yaşadığımız evrenin gerçekliğini tam olarak tanımlamaz. Fizikçiler bunu çoğunlukla bir çift atom veya fotondan oluşan küçük, dolaşık sistemler üzerinde, genellikle Bell testi olarak bilinen testte (fizikçi John Stewart Bell’in silinmesinden sonra) test ettiler.
Şimdiye kadar Bell’in yaptığı her test, gerçek dünyanın yerel gerçekçilikle çelişecek şekilde davrandığını buldu. Ama bu paradoks ne kadar derin?
Bose-Einstein yoğuşmalarına geldiğimiz yer burasıdır; bunlar, bir bozon bulutunu mutlak sıfırın biraz üzerine soğutarak yaratılan madde halleridir. Bu kadar düşük sıcaklıklarda, atomlar tamamen durmadan mümkün olan en düşük enerji durumuna geçerler.
Bu düşük enerjilere ulaştığınızda, parçacıkların kuantum özellikleri birbirine müdahale edemez; Birbirlerine müdahale edecek kadar yaklaşırlar, bu da tek bir “süper atom” veya madde dalgası gibi davranan yüksek yoğunluklu bir atom bulutu ile sonuçlanır.
Yine Basel Üniversitesi’nden Colciaggi, Lee ve diğer fizikçiler Philipp Treutlin ve Tilmann Ziebold, her biri 700 rubidyum-87 atomundan oluşan iki bulut kullanarak Bose-Einstein kondensatları ürettiler. Bu kondensatları 100 mikrometreye kadar mekansal olarak ayırdılar ve özelliklerini ölçtüler.
Her bulut için hangi değerin ölçüleceğini bağımsız olarak seçerek, psödospinler olarak bilinen kondensatların kuantum özelliklerini ölçtüler.
Kapasitörlerin özelliklerinin rastgele şansa atfedilemeyecek bir şekilde ilişkili göründüğünü buldular, bu da EPR paradoksunun önceki Bell testlerinden çok daha büyük bir ölçekte tutarlı olduğunu gösteriyor.
Ekibin bulgularının sonuçları, gelecekteki kuantum araştırmaları için oldukça önemlidir.
“Deneyimiz özellikle kuantum ölçüm uygulamaları için uygundur. Örneğin, iki sistemden biri, yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip alanları ve kuvvetleri araştırmak için küçük bir sensör olarak, diğeri ise ilk sistemin kuantum gürültüsünü azaltmak için bir referans olarak kullanılabilir. .” araştırmacılar makalelerinde yazıyor.
“EPR dolaşıklığının, ilgili sistemlerin uzamsal ayrımı ve bireysel adreslenebilirliği ile birlikte gösterilmesi, yalnızca temel bir bakış açısından önemli değil, aynı zamanda birçok parçacık sisteminde bir kaynak olarak EPR karışıklığından yararlanmak için gerekli bileşenleri de sağlıyor.”
Şimdi git bir çay iç ve otur. Sen ona sahipsin.
Araştırma yayınlandı X fiziksel inceleme.
“Analist. Tutkulu zombi gurusu. Twitter uygulayıcısı. İnternet fanatiği. Dost pastırma hayranı.”
More Stories
Bilim insanları dünyadaki en büyük demir cevheri yataklarında milyar yıllık bir sırrı keşfetti
Fosillere göre tarih öncesi deniz ineği, timsah ve köpekbalığı tarafından yenildi
Büyük bir bindirme fayı üzerine yapılan yeni araştırma, bir sonraki büyük depremin yakın olabileceğini gösteriyor