Tudomány

Először sikerült makroszinten megfigyelni a kvantum-összefonódást

J. Teufel/NIST
J. Teufel/NIST

A kvantummechanika egyik alapvető elmélete a kvantum-összefonódás, amely nagyon leegyszerűsítve annyit jelent, hogy két objektum kvantumállapota között összefüggés van még akkor is, ha térben messze vannak egymástól. Korábban úgy gondolták, hogy a kvantum-összefonódás csak a mikroszkopikus méretek területén működött, amikor azonban kiderült, hogy valószínűleg a makrovilágban is értelmezhető, sőt, akár csillagászati nagyságú objektumoknál is jelentkezhet, új értelmet nyert például a kvantummechanika leghíresebb szemléltetési eszköze, Schrödinger macskája is. Könnyen lehet ugyanis, hogy nem csak atomok és elemi részecskék, hanem nagyobb tárgyak esetén is alkalmazható az összefonódás elmélete, és ezek is egyszerre két helyen, pontosabban fogalmazva egy valószínűségi függvény mentén helyezkednek el egészen addig, amíg meg nem mérjük őket.

Kapcsolódó
Ez a fizika a legnagyobb tudósokat is zavarba hozza
A kvantumfizika elmélete 120 éves, mégsem sikerült még teljes mértékben megérteniük a kutatóknak sem.

Az amerikai Országos Szabványügyi és Technológiai Intézet kutatóinak sikerült a szubatomi méreteken túl, de egy átlagember számára még mindig nagyon apró léptékben bizonyítani a kvantum-összefonódást: két apró alumíniummembránnal kísérleteztek, amelyek mindegyike mindössze egybillió atomot tartalmaz, és nagyjából az emberi hajszál egyötöde a mérete.

A kutatócsoport mikrohullámokkal gerjesztett állapotba hozta a két membránt, az egyik nyugodtabb maradt, míg a másik jobban felhevült, és jobban mozgott. A megfigyelések azt mutatták, hogy egyfajta kvantum-összefonódás volt megfigyelhető a két lap között, ami

a hagyományos fizika szabályai szerint lehetetlen lenne.

A szakértők szerint nem is maga a jelenség a lényeg, hanem az, hogy a kis dobszerű alumíniumhártyák mozgását, a „dobpergést” sikerült megfigyelni. A Science tudományos folyóiratban megjelent tanulmányban a szakértők kifejtik, hogy ha csak az egyik alumíniumdobot figyelték meg, a pár mindkét darabja random mozgást mutatott, de ha mindkettőt egyszerre, akkor jól látszott az összefüggés és a szabályosság.

A felfedezés során sikerült  megkerülni az úgynevezett Heisenberg-féle határozatlansági alapelvből következő pontatlanságot, ami egy alapvető, elméleti határ bizonyos fizikai mennyiségek egyszerre, teljes pontossággal való megismerhetőségére vonatkozóan. Ilyen mennyiségpár például a hely és az impulzus, minél pontosabb értéke van az egyiknek, annál pontatlanabb a másiknak. Nem összekeverendő a megfigyelő hatásával, amikor nem lehet egy rendszeren mérést végezni anélkül,   anélkül, hogy ezzel ne változtatnánk meg a rendszert.

Ajánlott videó

Olvasói sztorik