Κβαντομηχανική: Παγκόσμιο ρεκόρ με πρωτοπόρο πείραμα Ευρωπαίων επιστημόνων

File photo via Facebook




Ευρωπαίοι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι πέτυχαν ένα νέο παγκόσμιο ρεκόρ κβαντικής υπέρθεσης, δοκιμάζοντας την εν λόγω αρχή της κβαντομηχανικής για πρώτη φορά σε τόσο μεγάλη κλίμακα.

Συγκεκριμένα, ερευνητές από τα πανεπιστήμια της Βιέννης και της Βασιλείας έφεραν σε κατάσταση κβαντικής υπέρθεσης καυτά πολύπλοκα μόρια που αποτελούνταν συνολικά από σχεδόν 2.000 άτομα.

Επιβεβαίωσαν έτσι σε μαζική κλίμακα το φαινόμενο της κβαντικής υπέρθεσης, το οποίο βρίσκεται στην «καρδιά της κβαντομηχανικής», σύμφωνα με τα λόγια του διάσημου φυσικού Ρίτσαρντ Φάινμαν.

Το επίτευγμα, με επικεφαλής τους Μάρκους Αρντ και Μαρσέλ Μαγιόρ, παρουσιάστηκε στο περιοδικό φυσικής «Nature Physics».

Στην υπέρθεση, που προκύπτει από τη θεμελιώδη εξίσωση της κβαντομηχανικής (εξίσωση του Σρέντιγκερ), δύο κβαντικές καταστάσεις προστίθενται μεταξύ τους με τρόπο που τους επιτρέπει να συνυπάρχουν ταυτόχρονα.

Το φαινόμενο έχει πιστοποιηθεί κβαντικά σε φωτόνια, ηλεκτρόνια, νετρόνια, άτομα, ακόμη και μόρια. Κανείς όμως δεν έχει ιδέα αν και πώς η υπέρθεση «μεταφράζεται» στον κόσμο της καθημερινής εμπειρίας μας.

Στο νέο πείραμα τα σχεδόν 2.000 άτομα παρέμειναν σε κβαντική υπέρθεση για περισσότερα από επτά χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Το παράδειγμα του τραπουλόχαρτου για την κβαντική υπέρθεση

Σύμφωνα με την Κβαντική Θεωρία, ένα  τραπουλόχαρτο που ισορροπεί στην κόψη του βρίσκεται σε μια υπέρθεση δύο καταστάσεων.

Η μία κατάσταση είναι αυτή που εμφανίζει την εμπρόσθια όψη του (δηλ. την φιγούρα) και η  έτερη κατάσταση είναι αυτή που εμφανίζει την οπίσθια όψη του.
Σύμφωνα πάλι με την Κβαντική Θεωρία, όταν το τραπουλόχαρτο οριζοντιωθεί, ο μοναδιστικός τρόπος εξέλιξης της κυματοσυνάρτησης θεωρεί ότι θα καταπέσει και με τις δύο όψεις συγχρόνως αφού η υπέρθεση πρέπει να διατηρείται.

Η παρατήρηση όμως του τραπουλόχαρτου από ένα παρατηρητή, “πυροδοτεί” μια απότομη μεταβολή στην κυματοσυνάρτηση και αυτή “καταρρέει” σε μια εκ των δύο καταστάσεων που την αποτελούν.

Ο παρατηρητής βλέπει λοιπόν μια εκ των δύο κλασσικών καταστάσεων (η εμπρόσθια εικόνα στην άνω όψη ή η οπίσθια εικόνα στην κάτω όψη) και στην συνέχεια η κλασσική αυτή κατάσταση επιζεί.

Υποτίθεται ότι η Φύση κατά τελείως τυχαίο τρόπο αποφάσισε σε ποια εκ των δύο κλασσικών καταστάσεων θα καταρρεύσει. Οι πιθανότητες για αυτό καθορίζονται από τους συντελεστές των δύο καταστάσεων όταν αυτές σχηματίζουν την υπέρθεση.

Αν και η μέθοδος αυτή είναι συμβατή με το Κβαντικό φορμαλιστικό πλαίσιο, εν τούτοις παραμένει μυστηριώδης ο χρόνος και ο τρόπος που συμβαίνει η κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης.

Με πληροφορίες από ΑΠΕ – ΜΠΕ – Παύλος Δρακόπουλος – nature.com

Ανακάλυψη αυξάνει τις πιθανότητες εύρεσης κάποιας μορφής εξωγήινης ζωής στο μέλλον

 

 

Hellasjournal - Newsletter


%d bloggers like this: