Znanstvenici su izmjerili kvantnu superpoziciju: trećina neutrona prošla je kroz "prvi prorez"

Fizičari su koristili neutronsko postrojenje na Institutu Laue-Langevin u Grenobleu. U ovom

Uređaj usmjerava neutrone na kristal, koji dijeli kvantni val neutrona u dva parcijalna vala. Ti novi neutronski valovi putuju duž dva različita puta i ponovno se rekombiniraju. 

Osim mjerenja same čestice nakonponovnog ujedinjenja, instalacija omogućuje mjerenje spina neutrona. Istraživači primjećuju da ako se neutron kreće samo duž jedne od dvije staze, onda se naknadno može odrediti iz njegove vrtnje kojom je putanjom prošao. Znanstvenici mjere vrijednost spina prije odvajanja i nakon spajanja parcijalnih valova. 

Koristeći pokušaje i pogreške, fizičari određujukut potreban za rotiranje spina superponiranog stanja natrag u njegov izvorni smjer. Snaga ove rotacije, primjećuju znanstvenici, pokazuje koliko je neutron bio prisutan duž svake staze. Kad bi samo slijedio putanju kojom se okreće, bio bi potreban puni kut rotacije da se vrati natrag. Da je samo išao drugim putem, ne bi uopće bilo potrebe za obrnutom rotacijom. 

Znanstvenici napominju da kako bi se utvrdilo optimalnokut rotacije zahtijeva mnogo neutrona, ali nakon što se uspostavi, raspodjela određena iz njega primjenjuje se na svaki pojedinačni detekirani neutron. Na primjer, u eksperimentu provedenom pomoću posebnog asimetričnog razdjelnika snopa, pokazalo se da neutroni imaju jednu trećinu na jednom putu, a dvije trećine na drugom.

Rezultati naših mjerenja potvrđujuklasična kvantna teorija. Novost je u tome što nema potrebe pribjegavati nezadovoljavajućim statističkim argumentima: pri mjerenju jedne čestice naš pokus pokazuje da ona mora ići u dva smjera u isto vrijeme, te nedvosmisleno određuje odgovarajuće proporcije.

Stefan Sponar, koautor studije sa Sveučilišta u Beču

Eksperiment s dvostrukim prorezom je najpoznatiji u kvantumufizika: pojedinačne čestice se gađaju u zid s dvije rupe iza kojih detektor mjeri gdje čestice padaju. Tradicionalni pristup provođenju eksperimenata, kako napominju istraživači, temelji se na brojnim ponavljanjima i statističkoj procjeni svih rezultata. 

"U klasičnom eksperimentu s dvostrukim prorezomstvara se interferencijski uzorak. Čestice se kreću kao val istovremeno kroz obje rupe, a dva vala zatim interferiraju jedan s drugim. Negdje se međusobno pojačavaju, negdje neutraliziraju”, objašnjava Šponar. 

Vjerojatnost mjerenja čestice iza dvostrukog prorezavrlo specifično mjesto ovisi o ovom uzorku interferencije: gdje je kvantni val pojačan, vjerojatnost mjerenja čestice je velika. Tamo gdje se kvantni val poništava, vjerojatnost je mala. Ovakva raspodjela valova ne može se vidjeti gledanjem jedne čestice. Tek kada se eksperiment ponovi mnogo puta, valni uzorak postaje sve prepoznatljiviji točku po točku i česticu po česticu.

Čitaj više

Pogledajte "tihi" dron s novom generacijom ionskog pogona

Drevni mužjaci trilobita vezali su ženke tijekom parenja

Rusija i Sjedinjene Države imaju avione Doomsdaya: kako i kamo će letjeti u slučaju smaka svijeta