Interferencja atomów

Dziwna natura rzeczywistości, określona przez teorię kwantową, przetrwała kolejny test; stało się tak za sprawą naukowców, którzy wykonali eksperyment i udowodnili, że ​​rzeczywistość nie istnieje, dopóki nie zostanie zmierzona.

Fizycy z Australian National University (ANU) przeprowadzili eksperyment myślowy Johna Wheelera o nazwie: ,delayed-choice thought experiment”: poruszającemu się obiektowi pozostawiona została swoboda w decydowaniu, czy ma się zachowywać jak fala czy jak cząstka. Eksperymentator Wheeler pyta - w którym momencie obiekt ma zdecydować?

Zdrowy rozsądek mówi, że obiekt może być zarówno falą, jak i cząstką, niezależnie od tego, jak mierzymy go. Ale fizyka kwantowa przewiduje, że to, czy obserwujemy zachowanie falowe, czy też nie, zależy od tego: jak badany obiekt zostanie zmierzony pod koniec jego ruchu.

To pokazuje, że pomiar jest wszystkim. Na poziomie kwantowym, rzeczywistość nie istnieje, jeśli nie patrzymy na nią.

Pomimo pozornej tajemniczości, wyniki potwierdzają słuszność teorii kwantowej, która rządzi mikro-światem, i umożliwia rozwój wielu technologii, takich jak diody LED, lasery i komputerowe układy scalone.

Zespoli badaczy udało się nie tylko przeprowadzić eksperyment, co wydawało się prawie niemożliwe, kiedy został zaproponowany w 1978 roku, ale także odwrócić oryginalną koncepcję Wheelera wiązek światła odbijanych przez lustro - zamiast tego uzyskano atomy rozproszone przez światło lasera.

Przewidywania fizyki kwantowej co do interferencji fal wydają się dziwne, ale wnioski po wykonaniu eksperymentu z atomami, które mają masę i oddziałują ze sobą, przeistaczają ową dziwność w dziwaczność.

Zespół badaczy uwięził zbiór atomów helu w stanie zawieszenia znanym jako kondensat Bosego-Einsteina, a następnie pozbywał się kolejnych z nich, dopóki nie został jeden atom.

Pojedynczy pozostały atom został upuszczony na parę przeciwbieżnych wiązek laserowych, które utworzyły coś na kształt kraty, działające w taki sam sposób, jak solidne kraty, które rozpraszają światło.

Drugie światło składające się na kratę została dodane przypadkowo, co prowadziło do konstruktywnej lub destruktywnej interferencji – jakby atom podróżował po obu ścieżkach naraz. Kiedy drugie światło nie zostawało dodane, interferencja nie została zaobserwowana – jakby atom wybrał tylko jedną ścieżkę.

Jednakże należy dodać, iż dodatkowe światło powodujące powstawanie kraty dodawane było już po tym, jak atom został zrzucone na laserowe wiązki.

Jeżeli przyjmiemy za pewnik, że atom w istocie wybrał konkretną jedną ze ścieżek, to oczywistym jest, że późniejszy pomiar atomu określił jego przeszłość.