Kvantinės fizikos dėka milžiniškos molekulės gali būti dviejose vietose vienu metu.
Tai kažkas, ką mokslininkai jau seniai žino, teoriškai yra tiesa, pagrįsta keliais faktais: Kiekviena visatos dalelė ar dalelių grupė taip pat yra banga - net ir stambios dalelės, net bakterijos, net žmonės, net planetos ir žvaigždės. O bangos vienu metu užima kelias vietas kosmose. Taigi bet kuris materijos gabalas taip pat gali užimti dvi vietas vienu metu. Fizikai šį reiškinį vadina „kvantine superpozicija“ ir dešimtmečius demonstravo tai naudodami mažas daleles.
Tačiau pastaraisiais metais fizikai išplėtė savo eksperimentus, demonstruodami kvantinę superpoziciją, naudodami vis didesnes daleles. Dabar rugsėjo 23 d. Žurnale „Nature Physics“ paskelbtame dokumente tarptautinė tyrėjų komanda privertė iki 2000 atomų sudarytą molekulę vienu metu užimti dvi vietas.
Norėdami tai atsisakyti, tyrėjai sukūrė sudėtingą, modernizuotą garsių senų eksperimentų, kurie pirmiausia parodė kvantinę superpoziciją, versiją.
Tyrėjai jau seniai žinojo, kad šviesa, sklindanti per lapą, kuriame yra du plyšiai, ant sienos, esančios už lapo, sukurs trikdžių modelį arba keletą šviesių ir tamsių briaunų. Bet šviesa buvo suprantama kaip beveidė banga, o ne kažkas, pagaminta iš dalelių, todėl tai nenuostabu. Vis dėlto garsių 1920 m. Eksperimentų serijoje fizikai parodė, kad per plonas plėveles ar kristalus išsilieję elektronai elgsis panašiai, formuodami tokius modelius kaip šviesa ant sienos už difrakcinės medžiagos.
Jei elektronai būtų tiesiog dalelės ir tokiu būdu galėtų užimti tik vieną erdvės tašką vienu metu, jie ant sienos už plėvelės ar krištolo suformuotų dvi juosteles, apytiksliai plyšio formos. Tačiau vietoj to, elektronai smogė į tą sieną sudėtingais modeliais, kurie rodo, kad elektronai įsikišo į save. Tai signalinis bangos ženklas; kai kuriose vietose bangų smailės sutampa ir susidaro ryškesni regionai, tuo tarpu kitose vietose smailės sutampa su loveliais, todėl jos panaikina viena kitą ir sukuria tamsią sritį. Kadangi fizikai jau žinojo, kad elektronai turi masę ir tikrai yra dalelės, eksperimentas parodė, kad materija veikia ir kaip atskiros dalelės, ir kaip bangos.
Bet trikdžių modelio su elektronu sukūrimas yra vienas dalykas. Tai padaryti su milžiniškomis molekulėmis yra daug sudėtingiau. Didesnės molekulės turi mažiau lengvai aptinkamas bangas, nes masyvesni objektai turi trumpesnį bangų ilgį, o tai gali sukelti vos juntamus trukdžių modelius. Ir šių 2 000 atomų dalelių bangos ilgis yra mažesnis už vieno vandenilio atomo skersmenį, todėl jų trukdžių schema yra daug mažiau dramatiška.
Norėdami atsisakyti dvigubo plyšio eksperimento dideliems dalykams, tyrėjai sukūrė aparatą, galintį iššaudyti molekulių pluoštą (šiurkštūs daiktai, vadinami „oligotetrafenilporfirinais, praturtintais fluoroalkilsulfanilo grandinėmis“, kai daugiau nei 25 000 kartų viršija paprasto vandenilio atomo masę). ) per groteles ir lakštus, turinčius kelis plyšius. Sija buvo apie 6,5 pėdų (2 metrų) ilgio. Tai pakankamai didelis dydis, kad tyrėjai, apskaičiuodami spindulių skleidėją, turėjo atsižvelgti į tokius veiksnius kaip gravitacija ir Žemės sukimasis, rašė mokslininkai. Jie taip pat palaikė molekules gana šiltas kvantinės fizikos eksperimentui, todėl jie turėjo atsižvelgti į šilumą, sukeliančią daleles.
Bet vis tiek, kai tyrėjai įjungė aparatą, tolimajame pluošto gale esantys detektoriai atskleidė trikdžių modelį. Molekulės vienu metu užėmė kelis taškus erdvėje.
Tai yra jaudinantis rezultatas, rašė tyrėjai, įrodydami kvantinius trukdžius didesnėmis skalėmis, nei kada nors anksčiau buvo aptiktos.
„Naujos kartos materijos bangos eksperimentai stumia masę pagal dydį“, - rašė autoriai.
Taigi artėja dar didesni kvantinių trukdžių demonstravimai, nors greičiausiai nebus įmanoma bet kada iššauti save per interferometrą. (Visų pirma, vakuumas mašinoje tikriausiai užmuštų jus.) Mums, milžiniškoms būtybėms, tereikia sėdėti vienoje vietoje ir žiūrėti, kaip dalelės linksminasi.
