Зеркало заставило атом одновременно двигаться в разные стороны

Схематическое представление сути эксперимента. Изображение авторов исследования

Физики нашли простой способ поместить атом в суперпозицию двух состояний - ученые научились делать это при помощи обычного зеркала. Работа исследователей опубликована в журнале Nature Physics, а коротко о ней пишет портал Physics World.

Все объекты квантового мира пребывают в состоянии суперпозиции множества состояний - иными словами, квантовый объект, например, не находится в каком-то определенном месте, а пребывает как бы в нескольких местах одновременно. Ученые могут рассчитать только вероятность нахождения объекта в том или ином месте. При измерениях состояния квантовых объектов физики получают конкретное значение, однако это "неестественный" процесс для квантовых объектов - при этом говорят о редукции состояния или коллапсе волновой функции.

Доказательством таких необычных свойств объектов квантового мира может быть простейший эксперимент с решеткой, в которой имеются два отверстия: даже один электрон или фотон, проходя сквозь такую решетку, дает интерференционную картину. Интерференция - это оптический эффект, возникающий при наложении нескольких световых волн, соответственно, в опыте с решеткой одна элементарная частица одновременно проходит сквозь оба отверстия.

Авторы новой работы предложили другой способ наглядного получения суперпозиции для атомов. Ученые помещали атомы рядом с зеркалом и возбуждали их при помощи лазера. Через некоторое время атомы возвращались в основное состояние, и при этом испускался фотон - квант излучения. При "отрыве" фотона атом получал небольшой импульс, направленный в противоположную по отношению к движению фотона сторону. Соответственно, информация о движении фотона давала информацию о движении атома.

Так как атомы располагались очень близко к зеркальной поверхности, многие фотоны, испущенные в направлении зеркала, отражались от него и начинали двигаться в противоположную сторону. Отличить фотоны, изначально испущенные в направлении от зеркала, и фотоны, которые поменяли направление движения, отразившись от поверхности, невозможно. Соответственно, невозможно определить и направление движения атома, и оно представляется как суперпозиция движения к и от зеркала.

Физики подтвердили, что атом в эксперименте действительно находится в состоянии суперпозиции, проведя с ним чуть измененный вариант опыта с решеткой. Как отмечают авторы, ценность их работы заключается в том, что суперпозиция двух направлений движения атома создается очень простым способом - обычно для реализации подобных задач необходимо, например, помещать атомы во внешнее поле. Необходимость помещать квантовые объекты в состояние суперпозиции по определенным параметрам есть, в частности, при создании квантовых компьютеров.

Обсудить
Наука и техника00:0117 ноября

Пробила дно

Планета-пришелец расколола Землю и сдвинула континенты
Они ушли
Русские покидают Сирию. Там остаются тысячи террористов, а войне не видно конца
«Этим проклятым американцам мы еще покажем!»
Афганцы полюбили русских и возненавидели США
Кровавый конвейер
На Гаити круглый год режут и свежуют скот
Реджеп Тайип ЭрдоганВ спину не больно
Россия забыла обиды и взахлеб дружит с Турцией
Дональд ТрампСвоих не бросаем
План Трампа: спасти богатых и сэкономить на бедных
Входит и не выходит
Сложно ли попасть в крупную сеть и что бывает с теми, кто встал на ее полку
Цены подмерзают
В российских магазинах перед праздниками подешевели новогодние продукты
«Караваны русов доходили до Багдада»
Украинский историк про Русь с маленькой буквы
Пробила дно
Планета-пришелец расколола Землю и сдвинула континенты
Проект наземной мобильной версии электромагнитной пушкиИ так сойдет
Америка прекратила разработку сдерживающего Россию оружия
Последняя самостоятельная машина Mitsubishi
Каким получился Mitsubishi Eclipse Cross
Все конкуренты флагмана Cadillac в России
Какие машины на российском рынке не обрадуются появлению СТ6
Тест: советские автомобили непонятного назначения
Угадай, какую работу выполняли эти машины
Самые редкие версии BMW M5
Эксклюзивные M5 для пуристов, арабских шейхов и просто прогулок с ветерком
«Меня не убили, просто развели»
Россиянка влюбилась по уши и лишилась жилья
Что-то встало за окном
Строения, вызывающие самые пошлые ассоциации
С собой не увезешь
Как живут российские олигархи за границей
Его ворсейшество
Бессмертные ковры возвращаются на стены российских квартир