iPon Hírek

Kvantumhatás nagyban

Dátum | 2012. 02. 06.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Fizikusok egy csoportja bemutatott egy olyan rendszert, amelyben a fény irányítja egy a részecskékhez képest nagy méretű tárgy mozgását, egy mikroszkóp segítségével bárki számára láthatóvá téve a kvantumszinten zajló folyamatok eredményeit.

A tárgyak mozgása a kvantummechanika törvényei által meghatározott módon történik, és ezek a törvények nagyon érdekes jelenségeket tesznek lehetővé: egy adott objektum tartózkodhat egyszerre két helyen egy adott időpillanatban, és valamilyen minimális mozgás még abszolút nulla fokon is megfigyelhető bármely tárgy esetében. Ezeket a kvantumfurcsaságokat azonban egészen a legutóbbi időkig csak egészen apró objektumok, elsősorban elemi részecskék esetében figyelték meg a kutatók. Nagyobb tárgyak esetében a kvantumhatások megfigyelését általában lehetetlenné teszi a dekoherencia jelensége. Ennek során környezeti hatásra megszűnik a kvantumállapotok szuperpozíciója, a lehetőségek egymás mellett létező sokasága és egyetlen egyértelmű állapot marad meg.


Egy részecske esetében a szuperpozíció elve azt az állapotot jelenti, amikor a részecske (vagy hullám) ún. kevert állapotban van, azaz bizonyos tulajdonságait nem tudjuk egyértelműen megállapítani. A részecske addig marad ebben, amíg valamilyen módon meg nem állapítjuk, hogy valójában hol és milyen állapotban van. A probléma ott kezdődik, hogy mérés (megfigyelés) hatására a szuperpozíció összeroppan, és a részecske egyértelműen a lehetséges állapotok egyikébe kerül. A fizikusok régóta töprengenek azon, vajon hol húzódik az a határ, ahol a kvantum-szuperpozíció mindenképpen összeroppan, azaz az egymással keveredő állapotok dekoherenssé válnak.

A svájci Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) kutatói bemutattak egy olyan módszert, amellyel lehetséges egy több száz trilliónyi atomból álló tárgy rezgésének kontrollálása kvantumszinten, fény segítségével. Eredményeikről a Nature oldalain számolnak be.

A mozgatott tárgy egy 30 mikrométer átmérőjű kerek üvegalakzat volt. A Tobias Kippenberg vezette kutatócsoport lézerfényt vezetett egy vékony optikai szálba, majd a tárgyhoz közelítették a szálat, „átugratva” a fényt rá, amely így a fánkszerű tárgy peremén milliószor körbefutott. Ahogy az üvegpohár peremén végighúzott ujj hangrezgéseket vált ki, a tárgy peremén keringő fotonok jól meghatározott frekvencián való rezgést okoztak. Ugyanez az erő aztán képes volt csillapítani is a vibrációt, vagyis hűteni az oszcillációt.

A hűtés nagyon fontos eleme a kvantummechanikai mozgások létrehozásának, mivel normál esetben ezeket elnyomják a hőmérsékleti fluktuációk. Ebből az okból az egész szerkezetet egy kelvines hőmérsékletre hűtötték egy kriosztátban. A fény csillapító hatására és a hűtés következtében a kvantumrezgések minimálisra csökkentek, a tárgy nagyon közel került kvantum-alapállapotához.


A fény és a mozgás között megfigyelt interakció nagyon szoros kapcsolatra utal: egyetlen aprócska pulzus elég volt egy kis vibráció kiváltásához. Első alkalommal sikerült mindezt olyan gyorsasággal elérni, hogy az eredeti fény kvantumtulajdonságai nem vesztek el a dekoherenciában. Ennek kiiktatásával pedig lehetőség nyílik egy tárgy mozgásának irányítására kvantumszinten, valamint a kvantummechanikai jelenségek megfigyelésére elemi részecskéknél jóval nagyobb objektumok esetében.

A jövőben a módszer lehetőséget nyújt arra, hogy mechanikai rezgések segítségével teljesen eltérő forrású kvantumrendszerek információit fordítsák le egymásba ‒ például elektromos töltésekét fénnyé. Ez az átalakítás pedig lehetővé teszi a kvantumbitek nagy távolságba való eljuttatását optikai szálakon, ami létfontosságú lehet a kvantumszámítógépek fejlesztésében. 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

8. benczeb90
2012.02.06. 21:53
hinnye!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Talent15
2012.02.06. 22:28
Ehhez kapcsolódik:

http://www.idokep.hu/hirek/ereznek-a-novenyek
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. zoomon
2012.02.06. 23:21
A harmadik bekezdésben leírtakról az jut eszembe, hogy WTF???????

Attól lesz ott valami mert rátekintünk? Amíg nem figyeljük meg bárhol lehet egy adott helyeken belül? Mint valami pc játékban
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. Vendég-Ven...
2012.02.07. 00:04
zoomon: Igen, valahogy úgy. Ráadásul nemcsak bárhol lehet, hanem egyszerre több helyen is lehet - vagy egyszerre több állapotban.

Legalábbis egyfajta értelmezés szerint a tudatos megfigyelés hatására következik be a dekoherencia és dől el a részecske tényleges helyzete, állapota. Ezt figurázza ki a Schrödinger macskája néven elhíresült gondolatkísérlet.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. tryllati
2012.02.07. 04:25
Zoomon
ajánlott olvasmány.
Egy nagyon szép leírás arról, hogy pontosan mit is nem értesz.
Benne megtalálható Schrödinger macskája is. A végére megérted.
És be foksz csokizni.

http://legendavadasz.blog.hu/2011/04/02/kvantum_radar_elemzes_1
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. agyturbini...
2012.02.07. 08:59
Az utolso nagyon kemeny, lehet nem fogok aludni sem...eszmeletlen..azt hiszem elkezdek olvasni..
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Devio
2012.02.08. 02:00
AAAAA....őőőőőő....atamindenségességit!

Viccet félre dobva! Ez nem semmi. tryllati köszönöm a linket! Elolvastam és idáig " Összefonódott részecskepárok késleltetett választásos kvantumradír-kísérlete" még azt mondom értettem! Utána viszont kicsit elvesztettem a fonalat. Elvileg ugye mikor a BBO-n áthalad a foton akkor két részre szakad, de mégis "együtt" vannak! (ezt sem értem, hogy miként mikor már szétváltak??)
Lesz egy szignál és egy idler. A szignál becsapódik a D0-ba mivel megtudtuk a "melyik út" elvet. Eközben az idle halad tovább és az 50-50 % esélynek köszönhetően mi nem tudhatjuk az ő útvonalukat. És itt vesztem el, hogy megérkezett az idler és a véletlennek köszönhetően mégis megtudjuk a "melyik út" elvét, de a lényeg mégis az, hogy mikor a szignál (becsapódik) akkor elvileg az idlernek is meg kéne (halnia)!!! Ez nagyon dúrva!!!
Ezt most úgy próbálom megérteni, hogy nagyjából értem a foton szót az egészből!
Nagyon hülye vagyok a dologhoz, de mégis kíváncsiskodom mert lenyűgöző!!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. zoomon
2012.02.08. 17:11
Végére értem én is, elsőre nekem sem minden világos, ezen átrágom magam még egyszer, szeretném teljesen érteni, mert nagyon érdekes. Én is köszönöm a linket!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!