התבוננות בהשפעות קוונטיות מאקרוסקופיות בחושך

התבוננות בהשפעות קוונטיות מאקרוסקופיות בחושך

צומת המקור: 3053676
יאן 10, 2024

(חדשות Nanowerkהיו מהירים, הימנעו מאור והתגלגלו דרך רמפה מפותלת: זהו המתכון לניסוי חלוצי שהוצע על ידי פיזיקאים תיאורטיים במאמר שפורסם לאחרונה ב- מכתבי סקירה פיזית (“Macroscopic Quantum Superpositions via Dynamics in a Wide Double-Well Potential”). אובייקט המתפתח בפוטנציאל שנוצר באמצעות כוחות אלקטרוסטטיים או מגנטיים צפוי ליצור במהירות ובאמינות מצב סופרפוזיציה קוונטי מקרוסקופי. חרוז זכוכית בגודל ננומטרי המתפתח בפוטנציאל שנוצר באמצעות כוחות אלקטרוסטטיים או מגנטיים נכנס למצב סופרפוזיציה קוונטית מקרוסקופית חרוז זכוכית בגודל ננומטרי המתפתח בפוטנציאל שנוצר באמצעות כוחות אלקטרוסטטיים או מגנטיים נכנס למצב סופרפוזיציה קוונטית מקרוסקופית. (תמונה: הלן היינצר) הגבול בין המציאות היומיומית לעולם הקוונטי נותר לא ברור. ככל שעצם מסיבי יותר, כך הוא הופך להיות מקומי יותר כאשר נעשה קוונטי באמצעות קירור תנועתו לאפס המוחלט. חוקרים, בראשות אוריול רומרו-איזארט מהמכון לאופטיקה קוונטית ומידע קוונטי (IQOQI) של האקדמיה האוסטרית למדעים (ÖAW) והמחלקה לפיזיקה תיאורטית באוניברסיטת אינסברוק, מציעים ניסוי שבו ננו-חלקיק מרחף אופטית , מקורר למצב הקרקע שלו, מתפתח בפוטנציאל לא אופטי ("חשוך") שנוצר על ידי כוחות אלקטרוסטטיים או מגנטיים. התפתחות זו בפוטנציאל האפל צפויה ליצור במהירות ובאמינות מצב סופרפוזיציה קוונטית מקרוסקופית. אור לייזר יכול לקרר כדור זכוכית בגודל ננומטרי למצב הקרקע התנועתי שלו. נותרות לבדן, מופגזות על ידי מולקולות אוויר ומפזרות אור נכנס, כדורי זכוכית כאלה מתחממים במהירות ועוזבים את המשטר הקוונטי, מה שמגביל את השליטה הקוונטית. כדי להימנע מכך, החוקרים מציעים לתת לכדור להתפתח בחושך, כשהאור כבוי, מונחה אך ורק על ידי כוחות אלקטרוסטטיים או מגנטיים לא אחידים. האבולוציה הזו לא רק מהירה מספיק כדי למנוע חימום על ידי מולקולות גז תועה, אלא גם מעלה את הלוקליזציה הקיצונית ומטביעה תכונות קוונטיות באופן חד משמעי. העיתון האחרון ב מכתבי סקירה פיזית דנה גם כיצד הצעה זו עוקפת את האתגרים המעשיים של ניסויים מסוג זה. אתגרים אלו כוללים את הצורך בריצות ניסוי מהירות, שימוש מינימלי באור לייזר כדי למנוע דה-קוהרנטיות, והיכולת לחזור במהירות על ריצות ניסוי עם אותו חלקיק. שיקולים אלה חיוניים בהפחתת ההשפעה של רעש בתדר נמוך וטעויות שיטתיות אחרות. הצעה זו נדונה בהרחבה עם שותפים ניסיוניים ב-Q-Xtreme, פרויקט ERC Synergy Grant הנתמך כלכלית על ידי האיחוד האירופי. "השיטה המוצעת מותאמת להתפתחויות הנוכחיות במעבדות שלהם והם אמורים להיות מסוגלים בקרוב לבדוק את הפרוטוקול שלנו עם חלקיקים תרמיים במשטר הקלאסי, מה שיהיה שימושי מאוד למדידה ולמזעור מקורות רעש כאשר הלייזרים כבויים", אומר השיטה. צוות התיאוריה של אוריול רומרו-איזארט. "אנו מאמינים שלמרות שהניסוי הקוונטי האולטימטיבי יהיה מאתגר בלתי נמנע, הוא אמור להיות בר ביצוע מכיוון שהוא עומד בכל הקריטריונים הדרושים להכנת מצבי סופרפוזיציה קוונטיים מאקרוסקופיים אלה."

בול זמן:

עוד מ ננוווק