Ένα κβαντικό αποτέλεσμα κάνει ένα αντικείμενο αόρατο

Τουλάχιστον τρεις ανεξάρτητες μελέτες που δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Επιστήμη 18 Νοεμβρίου 2021 Για πρώτη φορά ένα κβαντικό φαινόμενο κάνει ένα αντικείμενο αόρατο. Αυτό το φαινόμενο προέρχεται από τη διάσημη αρχή του πολυ-αποκλεισμού και ονομάζεται «πολυμπλοκ», το οποίο θεωρητικοποιήθηκε από τον φυσικό Wolfgang Polly πριν από τριάντα χρόνια. Ωστόσο, αυτό δεν έχει ποτέ αποδειχθεί πειραματικά.

Σύμφωνα με Πολιτική Εξαίρεσης Πολιτικής, Δήλωσε το 1925, ότι όλα τα σωματίδια φερμιονίων – δηλαδή πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια – δεν μπορούν να βρίσκονται στην ίδια κβαντική κατάσταση. Με άλλα λόγια, δεν μπορούν όλα τα φερμιόνια στο ίδιο σύστημα να υπάρχουν ταυτόχρονα στην ίδια κβαντική κατάσταση. Το Polyblogging είναι επομένως ένα αποτέλεσμα που προέρχεται από αυτήν την αρχή: όλες οι διαθέσιμες κβαντικές καταστάσεις πληρούνται όταν τα φερμιόνια ενός αερίου ομαδοποιούνται πολύ κοντά μεταξύ τους. Το αέριο υλικό παίρνει τότε μια μορφή που ονομάζεται «Θάλασσα Φέρμι». Σε αυτό το σημείο, τα σωματίδια δεν μπορούν να κινηθούν, επομένως το φως δεν μπορεί να τα διεγείρει.

Η σκέδαση φωτός μειώθηκε κατά 37%

Σε «κλασικές» καταστάσεις, ας θυμηθούμε πρώτα ότι τα άτομα αλληλεπιδρούν άψογα με το φως. Με άλλα λόγια, εάν μια δέσμη φωτός κατευθύνεται σε ένα νέφος ατόμων, αυτά διασκορπίζουν ένα μέρος του φωτός προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτός ο τύπος σκέδασης φωτός είναι συνηθισμένο φαινόμενο: το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να σηκώσετε το κεφάλι σας και να το παρατηρήσετε. Στην πραγματικότητα, αν ο ουρανός μας φαίνεται μπλε, είναι επειδή τα φωτόνια συναντούν τα μόρια του αέρα στην ατμόσφαιρα (μόρια με τα μικρότερα μήκη κύματος φωτός, την τέλεια διάσταση για διάδοση, όπως το μωβ, το λουλακί και το μπλε). Αλλά στις πιο ακραίες συνθήκες, ορισμένα άτομα δεν μπορούν πλέον να αλληλεπιδράσουν με το φως.

READ  Reunion: Ενθουσιασμός γύρω από το ηφαίστειο, παρά την κυβέρνηση

Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) κατάφεραν να μειώσουν τη σκέδαση του φωτός, όπως είχε προβλέψει ο Αυστριακός φυσικός, αφού το νέφος λιθίου αερίου συμπυκνώθηκε και ψύχθηκε έντονα από λέιζερ. Όταν πλησίαζαν το απόλυτο μηδέν (-273,15 ° C), τα άτομα λιθίου επιβραδύνθηκαν σε σημείο που δεν μπορούσαν να μετακινηθούν από τη μια κβαντική κατάσταση στην άλλη. Έτσι «παραλυμένοι», αδυνατούν να μεταδώσουν φως έως και 37%. «Αυτό που παρατηρήσαμε είναι μια πολύ ειδική και απλή μορφή πολυπολιορκίας, η οποία εμποδίζει το άτομο να κάνει αυτό που κάνουν όλα τα άτομα φυσικά: να διασκορπίζουν το φως»., Εξηγεί στο Μία δήλωση Wolfgang Ketterle, φυσικός και κύριος συγγραφέας της μελέτης.

“Πλήρης εκπομπή”

Όταν ένα άτομο σκεδάζει φως, αλλάζει την κβαντική κατάσταση στέλνοντας φωτόνια προς άλλη κατεύθυνση. Εάν δεν μπορεί να αλλάξει την κατάσταση, αυτή η μετάδοση δεν μπορεί να παρασχεθεί. Το νέφος των ατόμων γίνεται τότε πιο διαφανές, επιτρέποντας στο φως να περάσει μέσα από αυτό αντί να διασκορπιστεί. Για να κατανοήσει καλύτερα το γεγονός, ο Wolfgang Ketterley φωτογραφίζει μια ολόκληρη αίθουσα συναυλιών, χωρίς ελεύθερες θέσεις. Εάν ένα γενικό μέλος θέλει να αλλάξει έδρα, δεν μπορεί και δεν έχει άλλη επιλογή από το να παραμείνει στη θέση του. Ομοίως, στο πείραμα που περιγράφηκε παραπάνω, τα άτομα επιβραδύνουν, παγιδεύονται σε ανώμαλες συνθήκες και δεν υπάρχει τρόπος να αλλάξει η κβαντική κατάσταση. Αυτός ο περιορισμός σημαίνει ότι τα άτομα συνήθως δεν διασκορπίζουν το φως.

Η αρχή του poly blogging μπορεί να εξηγηθεί από την αναλογία των θέσεων σε μια αίθουσα παραστάσεων. Κάθε άτομο αντιπροσωπεύει ένα άτομο και κάθε έδρα αντιπροσωπεύει μια κβαντική κατάσταση. Σε υψηλές θερμοκρασίες (α), τα άτομα κατανέμονται κατά προσέγγιση γύρω από τον θάλαμο, έτσι ώστε κάθε σωματίδιο να μπορεί να διασκορπίσει το φως. Σε χαμηλές θερμοκρασίες (b), τα άτομα συνδυάζονται. Μόνο όσοι έχουν περισσότερο χώρο κοντά στην άκρη μπορούν να μεταδώσουν φως. Συντελεστές: Wolfgang Ketterley et al./MIT

“Ένα φωτόνιο μπορεί να διαδοθεί μόνο εάν ένα άτομο το απορροφήσει μετακινώντας την ενέργειά του σε άλλη θέση. Εάν είναι όλα κατειλημμένα, δεν είναι δυνατό να απορροφηθεί το φωτόνιο για να το διασκορπίσει ξανά. Έτσι, το άτομο l’ γίνεται διαφανές.”, Ο ερευνητής συγκρίνει. Με λίγα λόγια, σε υψηλές πυκνότητες και ακραίες θερμοκρασίες, τα άτομα παγώνουν αποτελεσματικά στη θέση τους, με αποτέλεσμα να μην μπορούν να μετακινηθούν από τη μια θέση στην άλλη. Χάνουν την ικανότητα να μεταδίδουν φως πίσω.

READ  Κούβα: Επέστρεψε σπίτι περιμένοντας εμβολιασμένους μαθητές

Ένας τρόπος για τον κβαντικό υπολογιστή

Με τη λήψη αυτής της δοκιμής στο ακραίο επίπεδο, το νέφος αερίου μπορεί να γίνει σχεδόν αόρατο. Οι άλλες δύο ανεξάρτητες ομάδες αναδημιούργησαν τον πολυμπλοκάρισμα με διαφορετικά αέρια – κάλιο και στρόντιο – με παρόμοια αποτελέσματα. Αυτό το εφέ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ειδικά για την κβαντική επεξεργασία πληροφοριών, και πιο συγκεκριμένα στον κβαντικό υπολογισμό, για την ανάπτυξη υλικών που μειώνουν ή καταστέλλουν τη σκέδαση φωτός και για την αύξηση της απώλειας πληροφοριών.

Koralia Markiadi

" Άπληστος φανατικός φαγητού. Ανυπόφορος ενθουσιώδης twitter. Wannabe επιχειρηματίας. Αφιερωμένος συγγραφέας."

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.

Back to top