A Bonni Egyetem szakértői egy egyszerű példával magyarázták az új kísérlet elvét.Tegyük fel, hogy
Egy kis trükk segít ebben:míg a pincér felgyorsítja lépteit, kissé megdönti a tálcát, hogy a pezsgő ne öntsön ki a pohárból. Az asztal felénél az ellenkező irányba dönt, és lassít. Csak ha teljesen leáll, akkor tartja újra függőlegesen.
Az atomok némileg hasonlítanak a pezsgőhöz.Anyaghullámoknak nevezhetők, amelyek nem biliárdgolyóként viselkednek, hanem folyadékként. Tehát annak, aki az atomokat a lehető leggyorsabban akarja egyik helyről a másikra mozgatni, ügyesnek kell lennie, mint egy szilveszteri pincérnek. "És még így is van sebességkorlátozás" - magyarázza Dr. Andrea Alberti, aki a bonni egyetem Alkalmazott Fizikai Intézetében vezette a tanulmányt.
Tanulmányukban a tudósok kísérletileg pontosan megtudták, hol van ezCéziumatomot használtak a pezsgő helyettesítésére, és két lézersugarat, amelyek tökéletesen egymásra kerültek, de egymásra mutattak.Ez a szuperpozíció, amelyet a fizikusok interferenciának neveznek, álló fényhullámot hoz létre: mint "hegyek" és "völgyek" sorozata, amelyek kezdetben nem mozognak."Beletöltöttünk egy atomot az egyik ilyen völgybe, majd mozgásba hoztunk egy állóhullámot, ami megváltoztatta magának a völgynek a helyzetét" - magyarázza"A célunk az volt, hogy az atomot a lehető legrövidebb idő alatt a megfelelő helyre juttassuk, anélkül, hogy kiömlene a völgyből."
Azt, hogy a mikrokozmoszban sebességkorlátozás van, elméletileg két szovjet fizikus, Leonyid Mandelstam és Igor Tamm bizonyította több mint 60 éveMegmutatták, hogy egy kvantumfolyamat maximális sebessége a kvantumfolyamat maximális sebességétől függ.Lényegében attól függ, hogy a szabályozott részecske mennyire "szabad" a lehetséges energiaállapotaihoz képest: minél nagyobb az energiaszabadsága, annál gyorsabb.Az atomátvitel esetében például minél mélyebb a "völgy", amelyben a céziumatom csapdába esik, annál nagyobb a kvantumállapotok energiáinak diszperziója a völgyben, és végül annál gyorsabbanValami hasonló látható a pincér példájában: ha kitöltiA poharak csak félúton vannak, kevésbé valószínű, hogy gyorsításkor és lassításkor pezsgőt öntenek.Egy részecske energiaszabadsága azonban nem növelhető önkényesen. Nem tehetjük végtelenül mélyre a völgyünket – az túl sok energiát igényelne" – hangsúlyozzaAlberti.
Mandelstam és Tamm sebességkorlátozása -alapvető korlátozás. Ez azonban csak bizonyos körülmények között érhető el, mégpedig olyan rendszerekben, amelyekben csak két kvantumállapot van. "Esetünkben például ez történik, amikor a kiindulás és a cél nagyon közel vannak egymáshoz" - magyarázza a nő fizikus. "Ekkor az atom anyagi hullámai átfedésben vannak mindkét helyen, és az atom egy mozdulattal, vagyis minden közbenső megállás nélkül közvetlenül a rendeltetési helyre szállítható."
A helyzet azonban megváltozik, amikor a távolság megtörténikaz anyaghullám szélességének több tíz értékére nő, mint a Bonn-kísérletben. Ilyen távolságokon lehetetlen a közvetlen teleportálás. Ehelyett a részecskének több köztes állapoton kell átmennie, hogy elérje végső célját: a kétszintű rendszer többszintűvé válik. A tanulmány azt mutatja, hogy az ilyen folyamatokra alacsonyabb sebességkorlátozás vonatkozik, mint azt a két szovjet fizikus megjósolta. A lényeg az, hogy nemcsak az energia bizonytalansága határozza meg, hanem a köztes állapotok száma is. Így az új munka javítja a komplex kvantumfolyamatok és azok korlátainak elméleti megértését.
A fizikusok következtetései nem utolsósorban fontosakkvantumszámítás. A kvantumszámítógépekkel lehetséges számítások főleg a többszintű rendszerek manipulálásán alapulnak. A kvantumállapotok azonban nagyon törékenyek. Csak rövid ideig tartanak - a koherencia idején. Az új tanulmány feltárja a tudósok által elvégezhető műveletek maximális számát az igazítási idő alatt. Ez lehetővé teszi optimális használatát.
Olvassa el
Létrehozták az első pontos világtérképet. Mi a baj mindenki mással?
A tudósok először rögzítették, hogyan alakulnak ki a bolygók az alacsony tömegű csillagok körül
Felfedeztek egy öregedésgátló gyógyszert, amely eltávolítja az öregedő sejteket