Чи можуть атоми бути в двох місцях одночасно?

Чи можна забити ціль одночасно і не вдарити ціль? У світі найменших об'єктів так: за прогнозами квантової механіки, мікроскопічні об'єкти можуть вибрати різні шляхи одночасно. Світ макроскопічних об’єктів обробляє інші правила: футбол, наприклад, завжди переміщається в певному напрямку. Але можуть бути петлі. Лікарі з Університету Бонн створили експеримент, який слід перевірити це, якщо це можливо. Перший експеримент покаже, чи можна одночасно вибрати атоми кесія.

Венер Хейзенберг, Макс Борн і Ервін Шредінгер створили нове поле фізики: квантові механіки. Об'єкти квантового світу, за даними квантової теорії, не рухаються по одному добре визначеному траєкторії. У різних місцях вони можуть зайняти різні шляхи. Лікарі називають це квантове суперпозиція.

На рівні атомів все виглядає як об'єкти суворо підлягають квантовим механічним законам. За роки багато експериментів підтвердили прогнози квантової механіки. Але в нашому макроскопічному досвіді ми бачимо футбольний кульок, який бере лише один шлях. Він ніколи не вдарив нішу і відмовляється від бару одночасно. Чому це?

«Це два різні інтерпретації», – коментує доктор Андреа Альберті Інституту прикладної фізики Університету Бонн. Квантова механіка дозволяє перерозподілу великих макроскопічних об'єктів. Але їхній стан суперпозиції дуже крихкий: навіть той факт, що ми переглядаємо м'яч може знищити надпозицію і силою м'яча, щоб вибрати конкретну траєкторію.

Чи можуть більші об'єкти грати за різними правилами?



Припустимо, що перед нами є два купи; під одним з них сидить кот. Ми не знаємо, що Ми піднімемо правий купол (б) і знайдемо його порожнім. Таким чином, ми укладаємо, що кішка повинна бути під лівою куполою, і не доторкнувшись до неї. Якщо ми підняли лівий купол, ми порушили кішку і загиблого вимірювання. У світі макрореалістів ця схема вимірювання не впливає на стан кота, він залишить спокійний час. У квантовому світі негативний вимір, що розкриває позицію кота (б) руйнує стан квантової надпозиції і впливає на результат експерименту.

Це може бути те, що футболи обійдуть абсолютно різні правила, ніж ті, що застосовуються до одного атома. «Поговоримо про макрореалістичний погляд світу», - сказав Альберті. За даними цієї інтерпретації м'яч завжди переміщається по певній траєкторії, незалежно від нашого спостереження і відрізняється від атома.

У співпраці з Clive Emari University of Hull у Великобританії, команда Bonn отримала експериментальну схему, щоб допомогти розкрити правильне тлумачення. «Завдяки – розробити схему вимірювання позицій атомів, які будуть фальсифікувати макрореалістичну теорію», додає Альберті.

Опис експерименту з'явився в журналі Фізичний огляд X: Фізиканти захопили атом кезію за допомогою двох оптичних пінцетів і перенесли його в два різні напрямки. У світі макрореаліста атом буде закінчуватися на одному з двох кінцевих точок. З точки зору квантової механіки атом буде в надпозиції двох позицій.

"Ми потім використовували непрямі вимірювання, які можуть визначити кінцеву позицію атома в найбільш ніжних з можливих способів", - розповідає випускник Carsten Robens. Навіть цей непрямий і ніжний вимір значно змінює результати експерименту. Це спостереження виключає—фальсифікує, як Карл Поппер скажеш — можливість того, що кесія атомів обіє макрореалістична теорія. Натомість експериментальні знахідки команди Bonn відмінно вписуються в інтерпретацію на основі надпозиційних станів, які знищуються непрямими вимірами. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час.

"Це ще не доводить, що квантова механіка працює з великими об'єктами", - коментує Альберті. Наступним кроком є відокремлення двох позицій атома кесія декількома міліметрами. Якщо ми все ще знайдемо надпозицію в цьому експерименті, теорія макрореаліста буде серйозно затінена. й

Джерело: hi-news.ru