Mokslininkai išmatavo kvantinę superpoziciją: trečdalis neutrono praėjo per „pirmąjį plyšį“

Fizikai naudojo neutronų įrenginį Institut Laue-Langevin Grenoblyje.Šiame

Neutronai nukreipiami į kristalą, kuris neutrono kvantinę bangą suskaido į dvi dalines bangas.Šios naujos neutronų bangos keliauja dviem skirtingais keliais ir vėl rekombinuojasi. 

Be pačios dalelės matavimo posujungimas, įrenginys leidžia išmatuoti neutrono sukimąsi. Tyrėjai pažymi, kad jei neutronas juda tik vienu iš dviejų takų, vėliau pagal sukimąsi galima nustatyti, kuriuo keliu jis nuėjo. Mokslininkai matuoja sukimosi vertę prieš atskyrimą ir po dalinių bangų susiliejimo.

Naudodami bandymus ir klaidas, fizikai nustatokampas, reikalingas uždengtos būsenos sukiniui pasukti atgal į pradinę kryptį. Mokslininkai pažymi, kad šio sukimosi stiprumas rodo, kaip stipriai neutronas buvo kiekviename kelyje. Jei jis eitų tik tuo keliu, kuriuo sukosi sukimas, norint jį pasukti atgal, reikės viso sukimosi kampo. Jei jis būtų pasukęs tik kitu keliu, atvirkštinio sukimosi visai nereikėtų.

Mokslininkai pažymi, kad norint nustatyti optimalųsukimosi kampui reikia daug neutronų, tačiau jį nustačius, pagal jį nustatytas skirstinys taikomas kiekvienam atskiram aptiktam neutronui. Pavyzdžiui, eksperimente, atliktame naudojant specialų asimetrinį pluošto skirstytuvą, nustatyta, kad viename kelyje neutronų yra trečdalis, o kitame – du trečdaliai.

Mūsų matavimų rezultatai patvirtinaklasikinė kvantinė teorija. Naujovė ta, kad nereikia griebtis nepatenkinamų statistinių argumentų: matuojant vieną dalelę, mūsų eksperimentas parodo, kad ji turi eiti dviem kryptimis vienu metu, ir vienareikšmiškai nustato atitinkamas proporcijas.

Stefanas Sponaras, tyrimo bendraautoris iš Vienos universiteto

Dvigubo plyšio eksperimentas yra garsiausias kvantiniamefizika: atskiros dalelės šaudomos į sieną su dviem skylutėmis, už kurių detektorius matuoja, kur dalelės patenka. Tradicinis požiūris į eksperimentų atlikimą, kaip pastebi mokslininkai, yra pagrįstas daugybe pakartojimų ir statistiniu visų rezultatų įvertinimu.

„Klasikiniame dvigubo plyšio eksperimentesukuriamas trukdžių modelis. Dalelės juda kaip banga per abi skylutes vienu metu, o tada abi bangos trukdo viena kitai. Vienur jie vienas kitą sustiprina, kitur neutralizuoja“, – aiškina Sponar. 

Tikimybė išmatuoti dalelę už dvigubo plyšionuo šio trukdžių modelio priklauso labai konkreti vieta: ten, kur kvantinė banga sustiprinama, dalelės matavimo tikimybė yra didelė. Ten, kur kvantinė banga išnyksta, tikimybė yra maža. Tokio bangų pasiskirstymo negalima pamatyti žiūrint į vieną dalelę. Tik kai eksperimentas kartojamas daug kartų, bangos raštas tampa vis labiau atpažįstamas taškas po taško ir dalelė po dalelės.

Skaityti daugiau

Pažiūrėkite į „tyliąjį“ droną su naujos kartos jonų varikliu

Senovės trilobitų patinai poravimosi metu pririšdavo pateles

Rusija ir JAV turi „Doomsday“ lėktuvus: kaip ir kur jie skris pasaulio pabaigos atveju