Mechanika kwantowa od lat skrywa tajemnice, które wywołują dreszcze ekscytacji u fizyków i nie tylko. Najnowsze badania przeprowadzone w Europie pokazują, jak fundamentalna zasada nieoznaczoności kwantowej łączy się z jednym z najbardziej zagadkowych fenomenów tej dziedziny – Dualizmem korpuskularno-falowym.
Mechanika kwantowa nie tylko jest "łamaczem umysłów", ale również toruje drogę dla nowych technologii. Dualizm korpuskularno-falowy jest jednym z kluczowych elementów tej nauki, pokazując, jak dziwaczne może być zachowanie materiału w skali mikro. W nowym eksperymencie naukowcy po raz pierwszy potwierdzili teoretyczne przewidywania z 2014 roku.
W latach 70. przeprowadzono w laboratoriach eksperyment, który "na chłopski rozum" powinien dać zupełnie inne wyniki. Elektrony, wystrzeliwane jeden po drugiej w kierunku bariery z dwiema szczelinami, tworzyły na detektorze wzór interferencyjny. Był to dowód na to, że cząstki te zachowywały się jak fale. Jednakże, gdy obserwowano, przez którą szczelinę przechodził elektron, wzór interferencyjny znikał. Richard Feynman określił to zjawisko jako "jedyną tajemnicę mechaniki kwantowej".
Wiadomo jednak, że możliwe jest zaobserwowanie zachowań częściowo falowych i częściowo cząsteczkowych, co odzwierciedla fundamentalne zasady nieoznaczoności.
Naukowcy z Linköping University w Szwecji przeprowadzili eksperyment oparty na orbitalnym momencie pędu światła. Używając jednofotonowych impulsów laserowych i zaawansowanych modulatorów fazy, badacze udowodnili, że istnieje dolna granica niepewności pomiaru, która jest zgodna z teorią Colesa z 2014 roku. Co to oznacza w praktyce?
Czytaj również: Teleportacja kwantowa to przyszłość Internetu. Jak to możliwe?
Dwie przeciwne ścieżki fotonów były kierowane do rozdzielacza wiązki, gdzie za pomocą modulacji fazy kontrolowano zakres ich rekombinacji. Kiedy rozdzielacz był całkowicie "zaangażowany", uzyskiwano maksymalne zakłócenia (fala). Gdy go wyłączono, fotony były wykrywane jako oddzielne cząstki. Każda faza dostarczała kluczowych informacji na temat komplementarności zachowań fala-cząstka, potwierdzając, że łączy je wspólny mechanizm niepewności.
Eksperyment Xaviera jest przełomowy, ale nie wyczerpuje tematu. Badania skupiają się na rozróżnialności ścieżek, podczas gdy inne kwestie: przewidywalność czy splątanie, pozostają poza zakresem tych badań.Aczkolwiek to i tak ważny krok w badaniu tych naprawdę przedziwnych zjawisk.
Naukowcy planują rozwijać technologię w kierunku praktycznych zastosowań w komunikacji kwantowej. Szybka zmienność ustawień pozwala na eksplorację nowych możliwości. Wyniki tych badań mogą mieć wpływ na przyszłość kryptografii i obliczeń kwantowych. Nowe odkrycia nie tylko poszerzają nasze rozumienie fizyki kwantowej, ale też inspirują do dalszych badań nad technologiami, które mogą zrewolucjonizować nasz świat.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
