นักวิทยาศาสตร์ได้วัดการทับซ้อนของควอนตัม: หนึ่งในสามของนิวตรอนผ่าน "ช่องแรก"

นักฟิสิกส์ใช้อุปกรณ์สร้างนิวตรอนที่ Institut Laue-Langevin ในเมืองเกรอน็อบล์ ในเรื่องนี้

อุปกรณ์ดังกล่าวจะนำนิวตรอนไปยังคริสตัล ซึ่งจะแยกคลื่นควอนตัมนิวตรอนออกเป็นสองส่วน คลื่นนิวตรอนใหม่เหล่านี้เดินทางไปตามเส้นทางที่แตกต่างกันสองเส้นทางและรวมตัวกันอีกครั้ง

นอกจากการวัดอนุภาคนั้นเองแล้วหลังจากนั้นการรวมตัวใหม่ การติดตั้งทำให้สามารถวัดการหมุนของนิวตรอนได้ นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าถ้านิวตรอนเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางใดเส้นทางหนึ่งเท่านั้น จากนั้นจะสามารถระบุได้จากการหมุนรอบตัวเองว่านิวตรอนใช้เส้นทางใด นักวิทยาศาสตร์วัดค่าการหมุนก่อนการแยกและหลังการรวมตัวของคลื่นบางส่วน

นักฟิสิกส์พิจารณาโดยใช้การลองผิดลองถูกมุมที่จำเป็นในการหมุนการหมุนของสถานะที่ซ้อนทับกลับไปยังทิศทางเดิม นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าความแรงของการหมุนครั้งนี้แสดงให้เห็นว่ามีนิวตรอนแรงแค่ไหนในแต่ละเส้นทาง ถ้ามันไปตามเส้นทางที่หมุนอยู่เท่านั้น จำเป็นต้องหมุนเต็มมุมเพื่อหมุนกลับ ถ้ามันใช้เส้นทางอื่นก็ไม่จำเป็นต้องหมุนกลับด้านเลย

นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าเพื่อหาค่าที่เหมาะสมที่สุดมุมการหมุนต้องใช้นิวตรอนจำนวนมาก แต่เมื่อสร้างแล้ว การกระจายที่กำหนดจากมันจะถูกนำไปใช้กับแต่ละนิวตรอนที่ตรวจพบ ตัวอย่างเช่น ในการทดลองโดยใช้ตัวแยกลำแสงแบบอสมมาตรพิเศษ แสดงว่านิวตรอนเป็นหนึ่งในสามในเส้นทางหนึ่งและอีกสองในสามในอีกทางหนึ่ง

ผลการวัดของเรายืนยันทฤษฎีควอนตัมคลาสสิก ความแปลกใหม่คือไม่จำเป็นต้องใช้อาร์กิวเมนต์ทางสถิติที่ไม่น่าพอใจ เมื่อทำการวัดหนึ่งอนุภาค การทดลองของเราแสดงให้เห็นว่ามันต้องดำเนินการสองวิธีพร้อมกัน และกำหนดสัดส่วนที่สอดคล้องกันอย่างชัดเจน

Stefan Sponar ผู้เขียนร่วมของการศึกษาวิจัยจากมหาวิทยาลัยเวียนนา

การทดลองแบบสลิตคู่ถือเป็นการทดลองควอนตัมที่มีชื่อเสียงที่สุดฟิสิกส์: อนุภาคแต่ละอนุภาคจะถูกยิงเข้าไปในผนังโดยมีรูสองรูอยู่ด้านหลัง ซึ่งเครื่องตรวจจับจะตรวจวัดจุดที่อนุภาคตกลงไป แนวทางดั้งเดิมในการทำการทดลองตามที่นักวิจัยตั้งข้อสังเกตนั้นขึ้นอยู่กับการทำซ้ำหลายครั้งและการประเมินทางสถิติของผลลัพธ์ทั้งหมด

“ในการทดลองสลิตคู่แบบคลาสสิกมีการสร้างรูปแบบการรบกวน อนุภาคเคลื่อนที่เป็นคลื่นผ่านทั้งสองรูพร้อมกัน จากนั้นคลื่นทั้งสองก็จะรบกวนซึ่งกันและกัน ในบางแห่งพวกมันเสริมกำลังซึ่งกันและกัน ในที่อื่นพวกมันต่อต้านซึ่งกันและกัน” Sponar อธิบาย 

ความน่าจะเป็นของการวัดอนุภาคหลังช่องผ่าคู่ในตำแหน่งที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นอยู่กับรูปแบบการรบกวนนี้: เมื่อคลื่นควอนตัมถูกขยาย ความน่าจะเป็นของการวัดอนุภาคนั้นสูง เมื่อคลื่นควอนตัมตัดกัน ความน่าจะเป็นมีน้อย การกระจายตัวของคลื่นนี้ไม่สามารถมองเห็นได้จากอนุภาคเดียว เมื่อการทดลองซ้ำหลายครั้งเท่านั้น รูปแบบคลื่นจะกลายเป็นที่จดจำได้ทีละจุดและทีละอนุภาคมากขึ้นเรื่อยๆ

อ่านเพิ่มเติม

ดูโดรนที่ "เงียบ" กับการขับเคลื่อนไอออนเจเนอเรชันใหม่

ตัวผู้ไทรโลไบต์โบราณมัดตัวเมียระหว่างผสมพันธุ์

รัสเซียและสหรัฐอเมริกามีเครื่องบิน Doomsday: พวกเขาจะบินอย่างไรและที่ไหนในกรณีการสิ้นสุดของโลก