Os físicos do MIT realizaram uma versão ideal da física quântica, um dos testes mais famosos. Sua pesquisa aparece com a precisão do nível atômico, o dual da luz ainda é uma natureza desagradável. Eles também confirmam que Albert Einstein estava errado sobre esta cena quântica especial.
O teste na questão é o teste de fenda dupla, que foi realizada pela primeira vez pelo estudioso britânico Thomas Young em 1801 para mostrar como a luz se comporta como uma onda. Hoje, com a formação de mecânica quântica, o teste de fenda dupla agora é conhecida pela demonstração incrivelmente simples de uma realidade ricando na cabeça: essa luz existe como uma partícula e uma onda. Rua ainda, essa dualidade não pode ser observada ao mesmo tempo. As partículas na forma de luz na forma da luz imediatamente tornam a natureza de suas ondas obscuras e vice -versa.
No exame original, um feixe de luz está envolvido em uma telas e a segunda, a segunda, para observar o padrão na tela remota. Alguém pode esperar visitar dois pontos de luz sobrepostos, o que significa que a luz está presente como partículas, alias fótons, como bolas de painel que seguem o caminho diretamente. No entanto, em vez disso, a luz produz listras alternativas e Ga na tela, que ocorre com uma lagoa em um tipo de intervenção quando ocorre. Sugere que a luz se comporta como uma onda. Até o estranho, quando alguém tenta medir o que é cortado de ânimo leve, a luz se comporta repentinamente como partículas e o tipo de intervenção desaparece.
Como uma maneira fácil de ilustrar os princípios básicos da mecânica quântica, hoje a maioria das aulas de física do ensino médio é ensinada a testar o teste: todos os objetos físicos, incluindo luz, são partículas e ondas.
Cerca de um século atrás, o teste estava no centro do amistoso debate entre o físico Albert Einstein e Neil Bohr. Em 1227, Einstein argumentou que uma partícula de fótons deveria passar por um dos dois chades e um pouco de energia deve ser formado no processo, como uma folha como um pássaro voa sobre uma folha. Ele sugeriu que alguém pudesse detectar esse poder nacional enquanto monitorava a interferência, causando a partícula da luz e a natureza da onda. Em resposta, Bohr aplicou a política de incerteza mecânica quântica e mostrou que a foto do fóton lavaria a interferência de interferência.
Desde então, os cientistas realizaram várias versões dos exames de fenda dupla e estão em todos os graus, garantindo a validade da teoria quântica feita por Bohor. Agora, os físicos do MIT realizaram a versão mais “ideológica” do teste de fenda dupla até hoje. A versão deles remove o teste para o seu quantum necessário. Eles usaram átomos separados como fenda e usam o feixe fraco de luz para que cada átomo seja espalhado na maioria dos fótons. Ao preparar nuclear em vários estados quânticos, eles foram capazes de corrigir as informações sobre os átomos sobre o caminho dos fótons. Os pesquisadores previram assim a teoria quântica: mais informações sobre o caminho da luz (como a natureza da partícula) foram encontradas, menor a visibilidade da interferência.
Eles mostraram Einstein o que deu errado. Sempre que um átomo é “lixo” por um fóton que passa, a intervenção da onda diminui.
“Einstein e Bohr nunca pensaram que era possível que fosse possível, com um único átomo e um único fóton, este teste nacional pode ser feito”, diz Wolfgang Katerell, John de McArtha, professor de física e líder da equipe do MIT. “O que fizemos é um teste ideológico de gadankane”.
Seus resultados aparecem no diário A letra de revisão físicaOs primeiros autores dos co-autores do MIT de Katerail são Vitali Fedosive, Hanzen Lyn, U-Kun Lu, U-Kun Lu, U-Kong Lee e Ziao Lu, todos pertencentes à seção da seção de física do MIT, e o Meet-Harvard Center para os ultracolds.
Frio
No MIT, o grupo de Ketterlls testa com átomos e moléculas de que eles se tornam super inversão à temperatura logo acima do zero absoluto e a configuração organiza que eles são limitados à luz do laser. Neste ultracold, nas nuvens melodiosas cuidadosamente, eventos externos que ocorrem apenas no quântico, uma única escala atômica pode emergir.
Em um teste recente, a equipe estava investigando uma pergunta aparentemente relacionada, estudando as características dos materiais criados a partir do átomo ultracold que se espalhou levemente.
“Percebemos que esse processo disperso poderia determinar a quantidade de grau que poderíamos decidir como partícula ou onda e rapidamente percebemos que poderíamos aplicar esse novo método para entender esse novo método de maneira muito ideológica”, disse Fedosev.
Em sua nova pesquisa, a equipe trabalhou com mais de 10.000 átomos, que eles esfriam com as temperaturas de microkevin. Eles usaram uma variedade de feixe de laser para decorar os átomos congelados igualmente, cristal, na configuração dos pellets. Nesse formato, cada átomo está longe de qualquer outro átomo que possa ser considerado como um único, átomos uniformes e isolados e uniformes de maneira eficaz. E esses 10.000 átomos nacionais podem criar um sinal que pode ser mais facilmente detectado do que um único átomo.
O grupo argumentou que, com esse formato, eles poderiam queimar um feixe fraco de luz através dos átomos e observar como um único fóton espalha dois átomos adjacentes como uma onda ou partícula. Isso será semelhante à maneira como a luz passa por duas fendas no teste de fenda dupla original.
“O que fizemos pode ser considerado como uma nova variante para o teste de fenda dupla”, disse Katerell. “” Esses átomos únicos são como o menor charai que você provavelmente pode criar “
Tuning Fuj
Trabalhar em um único nível de fóton exigirá muitas vezes para repetir o teste e registrar um detector ultrassônico para registrar o padrão de luz espalhado pelo átomo. A partir da intensidade da luz detectada, os pesquisadores podem adivinhar diretamente se a luz se comportou como partícula ou onda.
Eles estavam especialmente interessados na situação em que os meio fótons que eles enviaram foram tratados como ondas e se comportava como meia partículas. Eles aparecerão como uma partícula versus uma partícula, um fóton alcançou -o usando um método para ajustar a possibilidade de que um fóton apareça como uma onda ajustando a certeza de “ambiguidade” ou sua posição. No exame, cada um dos 10.000 átomos é colocado no lugar por luzes a laser que podem ser ajustadas para apertar ou perder a luz. Mais frouxamente segurando um átomo, mais chato ou mais “manchado”, parece. O átomo da Fazia é facilmente rasal e registra o caminho do fóton. Portanto, ao ajustar a ambiguidade de um átomo, os pesquisadores podem aumentar as chances de exibir comportamento como uma partícula de fóton. Suas observações estavam de acordo com as descrições teóricas.
Springs está ausente
Em seu exame, Einstein examinou a idéia de como o grupo poderia identificar o caminho do fóton. Conceitualmente, se cada fenda for cortada em uma folha de papel extremamente fina suspensa no ar através de uma mola, um fóton passado através de uma fenda deve ser abalado por um grau específico que pode ser um sinal da natureza das partículas de fóton. Na percepção anterior do teste de fenda dupla, os físicos incorporaram elementos como esse, e a primavera desempenhou um papel importante na descrição da natureza dupla do fóton.
No entanto, Caterol e seus colegas foram capazes de realizar o teste sem fontes proverbiais. A nuvem de átomos da equipe é mantida principalmente pelas luzes a laser, semelhante ao conceito de um escorregadio suspenso pela primavera de Einstein. Os pesquisadores argumentaram que, se se afastarem de sua “primavera” e observaram o mesmo fenômeno, isso mostra que a primavera não tem efeito na dualidade de uma onda/partícula de fóton.
Foi também o que eles conseguiram. Em várias corridas, eles fecharam o laser como a primavera, e os átomos rapidamente tomaram uma medida em um segundo antes do final do final devido à gravidade devido à gravidade. Nesta pequena quantidade, os átomos estavam flutuando efetivamente no espaço aberto. Nesta cena livre da primavera, a festa observou o mesmo fenômeno: as ondas e partículas de um fóton não puderam ser observadas simultaneamente.
Fedosev diz: “Springs desempenha um papel importante em muitas descrições”. Portanto, é preciso usar detalhes mais profundos, que utilizam relações mútuas quânticas entre fótons e átomos “”
Os pesquisadores observaram que 2021 declarou mecânica quântica como um ano internacional de mecânica quântica há 100 anos pelas Nações Unidas. A discussão entre Bohr e Einstein no exame de dupla variação ocorreu dois anos depois.
“Esta é uma grande coincidência no mesmo ano em que podemos ajudar a limpar essa controvérsia histórica na celebração da física quântica no mesmo ano”.
Este trabalho foi apoiado pela National Science Foundation, pelo Departamento de Defesa dos EUA e pela Fundação Gordon e Betty Moore.
