Версия для слабовидящих
Эффект Зенона подтверждён: атомы не двигаются, если на них смотреть Печать Email
Новости об инновациях
27.10.2015

Одно из самых странных предсказаний квантовой теории — что система не может измениться, пока вы наблюдаете за ней — подтверждён экспериментом в Корнелльском университете (США). Работа открывает двери к фундаментально новым способам контроля и управления квантовым состоянием атомов и может привести к созданию новых сенсоров.

Аспиранты Корнелльского университета Йогеш Патил и Шриватсан Чакрам и профессор физики Мукунд Венгелатторе в лаборатории Ultracold Lab

Эксперименты были проведены в лаборатории сверххолодных материалов (Ultracold Lab) группой под руководством профессора физики Мукунд Венгелатторе (Mukund Vengalattore), который основал первую в университете программу по изучению свойств материалов, охлаждённых до 0,000000001ºK. Результаты работы опубликованы 2 октября 2015 года в журнале Physical Review Letters.

Аспиранты Йогеш Патил (Yogesh Patil) и Шриватсан Чакрам (Srivatsan Chakram) создали и охладили облако примерно из миллиарда атомов рубидия внутри вакуумной камеры между пересекающимися лазерными лучами. В таком состоянии атомы выстраиваются в упорядоченную решётку, словно твёрдый кристалл. В то же время на сверхнизких температурах проявляется эффект туннелирования, когда атомы перемещаются с одного в другое место в решётке. Знаменитый принцип неопределённости Гейзенберга говорит, что позиция и скорость частицы связаны и не могут быть одновременно точно измерены. Температура — это показатель скорости частиц. В экстремальных условиях вблизи абсолютного нуля скорость частиц минимальна, поэтому у них появляются большое разнообразие местоположений: если посмотреть на них, то атомы могут быть в одном месте решётки или в другом.

Исследователи доказали, что могут подавить квантовое туннелирование путём частых наблюдений за атомами. Так называемый квантовый эффект Зенона, названный в честь греческого философа, впервые предсказан в 1954 году Аланом Тьюрингом, в 1978 году американские физики Байдьянат Мизра и Джордж Сударшан описали эффект, назвав его именем древнегреческого мыслителя Зенона Элейского. Название эффекта восходит к апории Зенона о полёте стрелы.

Летящая стрела неподвижна, так как в каждый момент времени она занимает равное себе положение, то есть покоится; поскольку она покоится в каждый момент времени, то она покоится во все моменты времени, то есть не существует момента времени, в котором стрела совершает движение.

Такой странный феномен наблюдается в квантовом мире. В принципе, квантовую систему можно «заморозить» путём непрерывных часто повторяющихся наблюдений.

Предыдущие эксперименты доказывали наличие эффекта Зенона в спинах субатомных частиц, а это первая демонстрация эффекта на уровне атомов.

Профессор Венгелатторе пояснил, что во время эксперимента у них настолько хороший контроль над решёткой атомов, что они могут не только заморозить её состояние, но и «настроить» её работу, изменяя параметры наблюдения за атомами. Такая настройка позволяет вызвать эффект «возникающей классичности», когда атомы начинают вести себя согласно представлениям классической физики. Все квантовые эффекты исчезают.

Атомы наблюдали в микроскоп с лазерной подсветкой оригинальной разработки, которая заставляла атомы флуоресцировать для облегчения наблюдений. В отсутствие подсветки атомы свободно туннелировали, а как только лазер включался — туннелирование резко сокращалось.

«Это даёт беспрецедентный контроль над квантовой системой, возможно, даже над отдельными атомами», — сказал Йогеш Патил, один из авторов научной работы.

Атомы в таком состоянии исключительно чувствительны к внешнему воздействию, что можно использовать, например, для разработки нового поколения сверхчувствительных сенсоров.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2015/effekt-zenona-podtverzhden-atomy-ne-dvigayutsya-esli-na-nikh-smotret

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта