Kvantu mehānika, kas ir visnoslēpumainākā un maz izpētītā fizikas nozare, vairāk nekā vienu reizi ir pārsteigusi zinātniekus ar savām jaunajām un jaunajām īpašībām, kas labi neatbilst tradicionālajai makroskopiskajai pasaulei. Kur tieši atrodas robeža starp viņu un kvantu pasaulēm, joprojām paliek neatrisināts noslēpums. Tajā pašā laikā nesenajā eksperimentā fiziķiem beidzot izdevās nedaudz atvērt slepenības plīvuru un parādīt, ka pat masīvas molekulas var pastāvēt divās vietās vienlaikus.
VAI TELEPORTĀCIJA IR ĪSTA?
Diskusijas par to, vai kādu dienu būs iespējams uzreiz pārvietot cilvēku uz vairāk vai mazāk nozīmīgu attālumu, pagaidām neizzūd. Jaunais atklājums, parādot, ka ne tikai atomi, bet arī salīdzinoši lielās molekulas spēj atrasties vienlaikus divās vietās, tuvina cilvēci soli savam vecajam sapnim - iekarot lielus attālumus ar dalītu sekundi. Unikāls atklājums tika veikts, izmantojot nedaudz modernizētu dubultās spraugas eksperimentu, ko fizikā bieži izmanto, lai izpētītu gaismas fotonu īpašības. Tieši pateicoties viņam, zinātnieki vienā reizē varēja nonākt pie gaismas divdabības jēdziena, kas vienlaikus uzvedas kā daļiņa un vilnis.
Divkāršās spraugas eksperiments praksē ir diezgan vienkāršs. Pirmkārt, jums jāpārliecinās, ka gaismas avots ir vērsts uz virsmu, kurai tajā ir iegriezti divi spraugas. Aiz norādītās virsmas jums jānovieto cita virsma, uz kuras gaisma tiks projicēta. Ja gaisma sastāvēja tikai no parastajām daļiņām, tad uz aizmugures virsmas parādīsies tikai spraugu forma un izmērs. Tomēr dubultās spraugas eksperiments ir unikāls ar to, ka gaismas viļņi sāk negaidīti atlekt viens no otra, piemēram, rīboņi ūdenī, izveidojot sava veida tīģera rakstu uz virsmas.
Bet dīvainākais eksperimenta laikā ir tas, ka pat tad, ja eksperimentu veic ar atsevišķām gaismas daļiņām, parādās tas pats svītrainais raksts. Kaut kā nešķiet, ka šie fotoni ved tikai vienu ceļu, kā varētu gaidīt, bet krustojas un sajaucas viens ar otru.
Fizikā šo parādību sauc par kvantu superpozīciju, ko vislabāk ilustrē Šrēdingera kaķis. Šajā domu eksperimentā kastē paslēptais kaķis nav nedz dzīvs, nedz miris, bet gan eksistē divos stāvokļos vienlaikus. Brīdī, kad novērotājs atver lodziņu, superpozīcija sabrūk vienā vai otrā stāvoklī. Pārdzīvojumu vēl neparastāku padara fakts, ka, ja detektori būtu uzstādīti laika nišās kā instruments gaismas nobrauktā attāluma mērīšanai, svītrainie raksti nekavējoties pazustu. Rezultāta neskaidrs kļūst skaidrs tikai tad, kad tas ir izmērīts.
Reklāmas video:
Tajā pašā laikā superpozīcijas fenomens acīmredzot ir piemērojams tikai kvantu laukā, jo objektiem kļūstot lielākiem, makroskopiskajā pasaulē gaismas dualitāte gandrīz pilnībā izzūd. Ja jā, vai ir ierobežojums paša objekta lielumam, kas vienlaikus var atrasties divās vietās vienlaikus bez jebkādām problēmām? Lai atbildētu uz šo jautājumu, zinātnieki no Vīnes un Bāzeles universitātēm veica dubultā spraugas eksperimentu ar lielākajām molekulām, kas pārbaudītas fizikas vēsturē.
Iepriekšējais ieraksts ietvēra molekulas, kas satur vairāk nekā 800 atomus, bet pētniecības komandai izdevās to paplašināt līdz 2000 atomiem. Molekulas pastāvēja kvantu superpozīcijas stāvoklī un parādīja līdzīgu kvantu divdabības rezultātu. Šāds rezultāts nospiež mikroskopiskā robežu tuvāk mūsu makro pasaulei, vienlaikus gandrīz pilnībā izpludinot jebkuru līniju starp tām.
