Микроскопический сгусток натрия стал самым большим объектом, когда-либо наблюдавшимся в виде волны, превзойдя предыдущие рекорды на тысячи атомов. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Nature.
Квантовая физика определяет частицы с помощью волновых функций, что фактически означает, что вся материя существует одновременно в некоем множестве возможных состояний — так называемой суперпозиции — до момента измерения.
Хотя это наиболее очевидно на субатомном уровне электронов и фотонов, все объекты, от атомов до людей, целых галактик и за их пределами, существуют в состоянии суперпозиции. По крайней мере, в теории. Наблюдение этого явления в постоянно увеличивающихся масштабах представляет собой сложную (если не потенциально невозможную) задачу.
В новом исследовании ученые из Венского университета в Австрии и Университета Дуйсбург-Эссен в Германии сообщили об одном из самых крупных объектов, наблюдавшихся в суперпозиции. Частица имела диаметр примерно 8 нанометров и, обладая массой более 170 000 атомных единиц, была массивнее многих белков.
Их эксперимент показывает, что даже наночастицы натрия, каждая из которых состоит из тысяч отдельных атомов, подчиняются правилам квантовой механики, несмотря на свой относительно огромный размер.
«Интуитивно можно было бы ожидать, что такой большой кусок металла будет вести себя как классическая частица», — говорит ведущий автор исследования Себастьян Педалино из Венского университета. «Тот факт, что это явление всё ещё имеет место, показывает, что квантовая механика остаётся актуальной даже в этом масштабе и не требует альтернативных моделей».
Исследователи пропускали переохлажденные частицы через интерферометр, в котором использовалась серия дифракционных решеток, созданных ультрафиолетовыми лазерами.
После того как первоначальная решетка направляла частицы через узкие промежутки, они двигались дальше волнами длиной от 10 до 22 квадриллионных долей метра. Это приводило к суперпозиции возможных траекторий движения внутри устройства, которую исследователи могли обнаружить с помощью другой решетки в конце линии.
Этот результат свидетельствует о том, что положение частиц не остается неизменным на протяжении ненаблюдаемой части их пути. Частицы демонстрировали эффект «делокализации», во много раз превышающий размер любой отдельной частицы.
В больших масштабах материя, как правило, становится слишком сложной и запутанной с окружающей средой, чтобы отдельные суперпозиции можно было различить. Этот коллапс из суперпозиции в определяемое положение, известный как квантовая декогеренция, может объяснить, почему мы не наблюдаем квантовую механику в макроскопических системах.
Однако в квантовой механике нет установленного предела размера, и, как показывает новое исследование, мы не так далеки от него, как нам могло бы показаться.
Как показали предыдущие исследования, возможно, все различные возможности, представленные квантовой суперпозицией, одинаково допустимы — и вместо того, чтобы схлопываться в единую реальность, они разветвляются, образуя мультивселенную возможностей.
Странное глубоководное существо утратило зрение и стало жить в полной темноте
Новое исследование показало, что глубоководный стеклянный гребешок утратил значительную часть своего зрительного аппарата, развивая систему выживания, основанную на осязании, взаимодействии с бактериями и химической защите. Результаты исследования были опубликованы в…
Три супервулкана могут извергнуться и радикально изменить климат Земли
Когда геологи оценивают масштабные планетарные супервулканы, в глобальных сетях мониторинга доминируют три вулканические системы: Таупо в Новой Зеландии, Йеллоустон в США и Флегрейские поля в Италии. Ни одно агентство мониторинга…
Разрушение звезды привело к неожиданному открытию блуждающей черной дыры
Сверхмассивные черные дыры располагаются в центре галактик, но не исключительно. В результате слияний и других космических взаимодействий некоторые сверхмассивные черные дыры могут оказаться в других местах. Неудачный случай позволил определить…
Остановка работы аэропортов Москвы и 902 украинских БПЛА. Последствия ночной атаки ВСУ на российские регионы
Средства ПВО уничтожили за ночь 902 украинских беспилотника над российскими регионами, сообщили в Минобороны РФ. Попытка атаки вражеских дронов на Московский регион стала одной из крупнейших за два года, свидетельствуют…
Шуваев: за сутки в Белгородской области от атак ВСУ погиб человек, еще 13 были ранены
Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области порядка 160 раз за прошедшие сутки. В результате погиб мирный житель, еще 13 человек, в том числе подросток, получили ранения, сообщил губернатор региона…
Поражена коммуникационная и энергоинфраструктура Украины. Главное об ударе ВС РФ по объектам на Украине
Российские войска в результате массированного удара поразили ночью используемые в интересах ВПК Украины объекты коммуникационной и энергетической инфраструктуры в Киеве, Киевской и Харьковской областях. Об этом сообщили в Минобороны РФ.…
Список «ударов» России по Британии дополнился неожиданным пунктом
Премьер Британии Энди Бернем, взяв курс на возвращение в Евросоюз, обвинил Россию в том, что Лондон ...
Атмосфера планеты WASP-17b больше похожа на деформированное яйцо, чем на сферу
Астрономы применили новый метод картирования атмосферы необычной экзопланеты. WASP-17b — это горячий...
Финляндия ограничила доступ к полученным из России документам до 9999 года. А они таки оптимисты!
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".