Vedci namerali kvantovú superpozíciu: tretina neutrónu prešla „prvou štrbinou“

Fyzici použili neutrónové zariadenie v Institut Laue-Langevin v Grenobli. V tomto

Zariadenie nasmeruje neutróny na kryštál, ktorý rozdelí neutrónovú kvantovú vlnu na dve čiastkové vlny. Tieto nové neutrónové vlny sa pohybujú po dvoch rôznych dráhach a znova sa rekombinujú. 

Okrem merania samotnej častice poznovuzjednotenie, inštalácia umožňuje merať rotáciu neutrónu. Vedci poznamenávajú, že ak sa neutrón pohybuje iba po jednej z dvoch dráh, potom sa dá z rotácie následne určiť, ktorou dráhou sa uberal. Vedci merajú hodnotu spinu pred oddelením a po zlúčení čiastkových vĺn. 

Fyzici pomocou pokusov a omylov určujúuhol potrebný na otočenie rotácie superponovaného stavu späť do pôvodného smeru. Sila tejto rotácie, poznamenávajú vedci, ukazuje, ako silne bol neutrón prítomný pozdĺž každej cesty. Ak by sledoval iba dráhu otáčania, na otočenie späť by bol potrebný plný uhol rotácie. Ak by to išlo len inou cestou, spätné otáčanie by nebolo vôbec potrebné. 

Vedci poznamenávajú, že s cieľom určiť optimálnerotačný uhol vyžaduje veľa neutrónov, ale akonáhle je stanovený, rozloženie z neho určené sa aplikuje na každý jednotlivý detekovaný neutrón. Napríklad v experimente vykonanom pomocou špeciálneho asymetrického rozdeľovača lúčov sa ukázalo, že neutróny sú z jednej tretiny v jednej dráhe a z dvoch tretín v druhej.

Výsledky našich meraní potvrdzujúklasickej kvantovej teórie. Novinkou je, že nie je potrebné uchyľovať sa k neuspokojivým štatistickým argumentom: pri meraní jednej častice náš experiment ukazuje, že musí ísť dvoma cestami súčasne, a jednoznačne určuje zodpovedajúce proporcie.

Stefan Sponar, spoluautor štúdie z Viedenskej univerzity

Dvojštrbinový experiment je najznámejší v kvantefyzika: jednotlivé častice sú vystreľované do steny s dvoma otvormi, za ktorými detektor meria, kam častice dopadajú. Tradičný prístup k vykonávaniu experimentov, ako poznamenávajú výskumníci, je založený na mnohých opakovaniach a štatistickom vyhodnocovaní všetkých výsledkov. 

«В классическом эксперименте за двойной щелью vytvára sa interferenčný obrazec. Častice sa pohybujú ako vlna oboma otvormi súčasne a tieto dve vlny sa potom navzájom rušia. Niekde sa navzájom posilňujú, inde zase neutralizujú,“ vysvetľuje Sponar. 

Pravdepodobnosť merania častice za dvojitou štrbinouveľmi špecifické miesto závisí od tohto interferenčného vzoru: tam, kde je kvantová vlna zosilnená, je pravdepodobnosť merania častice vysoká. Tam, kde sa kvantová vlna zruší, je pravdepodobnosť nízka. Toto rozloženie vĺn nemožno vidieť pri pohľade na jedinú časticu. Až keď sa experiment mnohokrát opakuje, vlnový vzor sa stáva čoraz viac rozpoznateľným bod po bode a časticu po častici.

Čítaj viac

Pozrite sa na „tichý“ dron s novou generáciou iónového pohonu

Starovekí trilobití samci pripútali samice počas párenia

Rusko a USA majú lietadlá Doomsday: ako a kam budú lietať v prípade konca sveta