A tudósok kvantum-szuperpozíciót mértek: a neutron egyharmada áthaladt az „első résen”

A fizikusok a grenoble-i Laue-Langevin Intézet neutronlétesítményét használták. Ebben

A készülék a neutronokat egy kristályhoz irányítja, amely a neutronkvantumhullámot két részhullámra osztja. Ezek az új neutronhullámok két különböző úton haladnak, és újra kombinálódnak. 

Amellett, hogy megméri magát a részecske utánújraegyesítéskor az installáció lehetővé teszi egy neutron spinjének mérését. A kutatók megjegyzik, hogy ha egy neutron két út közül csak az egyiken mozog, akkor a spin alapján később meghatározható, hogy melyik utat választotta. A tudósok a részhullámok szétválása előtt és egyesülése után mérik a spin értéket. 

Próba és hiba segítségével a fizikusok megállapítjáka szuperponált állapot spinjének eredeti irányába való visszaforgatásához szükséges szög. A tudósok megjegyzik, hogy ennek a forgásnak az erőssége megmutatja, hogy a neutron milyen erősen volt jelen az egyes pályákon. Ha csak azt az utat követi, amelyen a pörgés forog, teljes forgásszögre lenne szükség a visszafordításhoz. Ha csak más utat járt volna be, akkor egyáltalán nem lett volna szükség a fordított forgásra. 

A tudósok megjegyzik, hogy az optimális meghatározása érdekébenA forgási szöghez sok neutronra van szükség, de miután ez létrejött, az ebből meghatározott eloszlást minden egyes észlelt neutronra alkalmazzák. Például egy speciális aszimmetrikus nyalábosztóval végzett kísérletben kimutatták, hogy a neutronok egyharmada az egyik úton, kétharmada a másikban.

Méréseink eredménye megerősítiklasszikus kvantumelmélet. Az újdonság az, hogy nem kell nem kielégítő statisztikai érvekhez folyamodni: egy részecske mérésénél kísérletünk azt mutatja, hogy annak egyszerre két irányba kell haladnia, és egyértelműen meghatározza a megfelelő arányokat.

Stefan Sponar, a tanulmány társszerzője a Bécsi Egyetemről

A kettős réses kísérlet a kvantumban a leghíresebbfizika: az egyes részecskéket egy falba lövik, két lyukkal, amelyek mögött egy detektor méri, hová esnek a részecskék. A kísérletek lefolytatásának hagyományos megközelítése, amint azt a kutatók megjegyzik, sok ismétlésen és az összes eredmény statisztikai értékelésén alapul. 

"A klasszikus kettős rés kísérletbeninterferenciaminta jön létre. A részecskék hullámként mozognak mindkét lyukon egyszerre, és a két hullám interferál egymással. Egyes helyeken egymást erősítik, máshol semlegesítik” – magyarázza Sponar. 

Egy részecske mérésének valószínűsége a kettős bevágás mögöttegy nagyon specifikus hely függ ettől az interferenciamintázattól: ahol a kvantumhullám felerősödik, ott nagy a valószínűsége a részecske mérésének. Ahol a kvantumhullám kialszik, annak kicsi a valószínűsége. Ez a hullámeloszlás egyetlen részecskére nézve sem látható. Csak a kísérlet többszöri megismétlése esetén válik a hullámminta pontról pontra és részecskére egyre jobban felismerhetővé.

Olvass tovább

Nézze meg a "néma" drónt az ionhajtás új generációjával

Az ősi trilobita hímek párzás közben szíjazták a nőstényeket

Oroszország és az Egyesült Államok Doomsday gépekkel rendelkeznek: hogyan és hová repülnek a világ vége esetén