Bonn Üniversitesi'nden uzmanlar yeni deneyin prensibini basit bir örnekle açıkladılar. varsayalım
Küçük bir numara ona bu konuda yardımcı olur:garson adımlarını hızlandırırken, bardaklardan şampanya dökülmemesi için tepsiyi hafifçe eğer. Masanın yarısına gelindiğinde, masayı ters yöne eğer ve yavaşlar. Sadece tamamen durduğunda onu tekrar dik tutar.
Atomlar bir şekilde şampanya gibidir.Bilardo topu gibi değil, sıvı gibi davranan madde dalgaları olarak tanımlanabilirler. Dolayısıyla, atomları bir yerden diğerine olabildiğince çabuk taşımak isteyen biri, Yılbaşı gecesinde bir garson kadar yetenekli olmalıdır. Bonn Üniversitesi Uygulamalı Fizik Enstitüsündeki çalışmayı yöneten Dr. Andrea Alberti, “Ve yine de bir hız sınırı var” diyor.
Bilim insanları yaptıkları çalışmada deneysel olarakBu sınırın tam olarak nerede olduğunu öğrendim. Şampanya yerine bir sezyum atomu kullandılar ve mükemmel bir şekilde üst üste bindirilmiş ancak birbirlerine yönlendirilmiş iki lazer ışını kullandılar. Fizikçilerin girişim adını verdiği bu süperpozisyon, durağan bir ışık dalgası yaratır: "dağlar" dizisine benzer. ve başlangıçta hareket etmeyen 'vadiler'. Alberti, "Bu vadilerden birine bir atom yükledik ve ardından duran bir dalgayı harekete geçirdik; bu, vadinin konumunu değiştirdi" diye açıklıyor. "Amacımız atomu 'vadiden' dışarı sıçratmadan, mümkün olan en kısa sürede doğru yere ulaştırmaktı."
Mikrokozmosta bir sınırlama olduğuHız, 60 yıldan fazla bir süre önce iki Sovyet fizikçisi Leonid Mandelstam ve Igor Tamm tarafından teorik olarak kanıtlandı. Bir kuantum sürecinin maksimum hızının enerji belirsizliğine bağlı olduğunu gösterdiler. Temel olarak bu, kontrollü parçacığın olası enerji durumlarına göre ne kadar "serbest" olduğuna bağlıdır: ne kadar fazla enerji özgürlüğüne sahipse o kadar hızlıdır. Örneğin atom aktarımı durumunda, bir sezyum atomunun hapsolduğu "vadi" ne kadar derin olursa, vadideki kuantum durumlarının enerjilerinin yayılması o kadar büyük olur ve sonuçta o kadar hızlı aktarılabilir. Garson örneğinde de benzer bir durum görülebilir: Eğer bardakları sadece yarısına kadar doldurursa, hızlanıp yavaşladığında şampanyayı dökme olasılığı daha azdır. Ancak bir parçacığın enerji özgürlüğü keyfi olarak artırılamaz. “'Vadimizi' 187; sonsuz derecede derin; bu çok fazla enerji gerektirir” diye vurguluyor Alberti.
Mandelstam ve Tamm'in hız sınırı -temel sınırlama. Bununla birlikte, bu yalnızca belirli koşullar altında, yani yalnızca iki kuantum durumu olan sistemlerde başarılabilir. Kadın fizikçi, "Bizim durumumuzda, örneğin, bu, başlangıç ve varış yeri birbirine çok yakın olduğunda gerçekleşir" diyor. "Daha sonra atomun her iki yerdeki maddi dalgaları üst üste gelir ve atom tek seferde, yani herhangi bir ara durak olmadan doğrudan hedefine gönderilebilir."
Ancak mesafe arttıkça durum değişir.Bonn deneyinde olduğu gibi madde dalgasının genişliğinin onlarca değerine yükselir. Bu mesafelerde doğrudan ışınlanma imkansızdır. Bunun yerine, parçacık nihai hedefine ulaşmak için birkaç ara durumdan geçmelidir: iki seviyeli sistem çok seviyeli hale gelir. Çalışma, bu tür işlemler için iki Sovyet fizikçisinin tahmin ettiğinden daha düşük bir hız sınırının geçerli olduğunu gösteriyor. Mesele şu ki, sadece enerjinin belirsizliği ile değil, aynı zamanda ara durumların sayısıyla da belirleniyor. Böylece, yeni çalışma, karmaşık kuantum süreçlerinin ve sınırlamalarının teorik anlayışını geliştiriyor.
Fizikçilerin vardığı sonuçlar,kuantum hesaplama. Kuantum bilgisayarlarla mümkün olan hesaplamalar, temel olarak çok düzeyli sistemlerin manipülasyonuna dayanır. Ancak kuantum durumları çok kırılgandır. Sadece kısa bir süre dayanırlar - tutarlılık zamanı. Yeni çalışma, tutarlılık süresi boyunca bilim insanlarının gerçekleştirebilecekleri maksimum işlem sayısını ortaya koyuyor. Bu, en uygun şekilde kullanılmasına izin verir.
Ayrıca okuyun
Dünyanın ilk doğru haritası oluşturuldu. Herkesin nesi var?
Bilim adamları, gezegenlerin düşük kütleli yıldızların etrafında nasıl oluştuğunu ilk kez kaydetti
Yaşlanan hücreleri yok eden bir yaşlanma karşıtı ilaç keşfedildi