Wissenschaftler schlagen vor, die Grundlagen der Quantenphysik zu überarbeiten und zu zeigen, wo sie nicht funktionieren

Die Autoren der neuen Arbeit haben Null-Index-Metamaterialien erstellt und bieten neue Einblicke in die Grundlagen der Quantentheorie

Mechanik.

Seit den Anfängen der Quantenphysik, BewegungLicht und seine Wechselwirkung mit Objekten wurden mathematisch durch das Prisma seiner Energie beschrieben. 1900 verwendete Max Planck Energie, um zu erklären, wie erhitzte Objekte Licht aussenden. Dies wurde zu einer wegweisenden Studie auf dem Gebiet der Quantenmechanik. 1905 verwendete Albert Einstein Energie, als er das Konzept des Photons einführte.

Jedes Objekt mit Masse und Geschwindigkeit hatImpuls – von Atomen über Kugeln bis hin zu Asteroiden – und Impuls kann von einem Objekt auf ein anderes übertragen werden. Eine Pistole hat einen Rückstoß, der beim Abfeuern auftritt, weil der Impuls der Kugel auf die Pistole übertragen wird. 

Im mikroskopischen Maßstab springt das Atom,wenn es Licht emittiert, da der Impuls des Photons auf es übertragen wurde. Der atomare Rückstoß, der erstmals von Einstein beschrieben wurde, ist die grundlegende Eigenschaft, die die Emission von Licht bestimmt.

Aber ein Jahrhundert nach Planck und Einsteineine neue Klasse von Metamaterialien ist aufgetaucht, wodurch diese grundlegenden Phänomene nicht mehr so ​​offensichtlich sind. Die neuen Metamaterialien haben einen Brechungsindex nahe Null. Das bedeutet, dass Licht, wenn es durch sie hindurchgeht, sich nicht als Welle ausbreitet. Stattdessen dehnt sich die Welle bis ins Unendliche aus und erzeugt eine konstante Phase. Wenn dies geschieht, funktionieren viele der typischen Prozesse der Quantenmechanik nicht mehr, einschließlich des atomaren Rückstoßes.

Dies geschieht, weil in diesen Metamaterialien der Wellenimpuls des Lichts Null wird, und wenn der Wellenimpuls Null ist, passieren seltsame Dinge, sagten die Autoren.

„Grundlegende Strahlungsprozesse sind es nichttreten in Near-Zero-3D-Materialien auf“, sagt Michael Lobet, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). "Wie Sie sehen können, stellt diese Arbeit die Grundgesetze der Quantenmechanik in Frage."

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