Quantenphysik trifft Makro: Strange Verhalten der Partikel gefunden

Wissenschaftler glänzte ein wenig Licht, buchstäblich, auf die verwirrenden Prozesse regieren, die Atome, in ein neues Experiment, das die Wirkung des Neuanfangs ein Photon des Lichtes aus einem Atom zeigten.

Atome und Teilchen gehorchen einen Satz von Regeln, die Quantenmechanik, die ganz anders als die Regeln des gewöhnlichen Gegenständen sind genannt.

"Der Hauptunterschied zwischen Quantum mechanische und klassische Verhalten ist diesem Quantum Systeme können in mehreren Staaten, existieren mehrere Realitäten gleichzeitig," erklärte Roee Ozeri, Physiker am Weizmann Institute of Science in Israel. "sie können in mehrere Positionen gleichzeitig oder in mehrere Richtungen gleichzeitig zeigen können."

Für Alltagsgegenstände in der makroskopischen Welt aber diese Fähigkeit, an zwei Orten gleichzeitig, Überlagerung, genannt sein geht verloren, und klassische Physik übernimmt. Wenn ein Quantum System wechselt in die klassische Welt, es heißt Dekohärenz. [Atemberaubende Fotos von sehr kleinen]

"Dekohärenz ist der Prozess, durch den dieses Phänomen wird in mehreren Staaten gleichzeitig, wäscht und das System konvergiert in einer einzigen physischen Realität," sagte Ozeri.

Zum besseren Verständnis wie Dekohärenz Werke, Ozeri und seine Kollegen, unter der Leitung von Weizmann Institute of Science Yinnon Glickman, glänzten Einzelkörner von Licht, genannt Photonen aus einem Laser bei Atomen. Nachdem die Photonen die Atome getroffen, sie prallte (einen Prozess namens Streuung) und wurden von einem Detektor erfasst. Das erlaubt die Forscher die Wirkung des Lichts auf Spin des Atoms zu messen.

Überlagerung wird in der Regel zerstört (genannt Dekohärenz) Wenn ein Quantensystem gemessen wird, da der Akt der Messung in einem Zustand oder andere platziert. Aber die Forscher fanden heraus, dass in ihrem Experiment, das Ergebnis abhängig ob Spin des Atoms mit der Richtung des Laserlichts ausgerichtet war.

Wenn das Atom Spin zunächst in eine andere Richtung als die Ausrichtung des Lichts ausgerichtet war, würde dann das Atom mit dem Teilchen des Lichts, genannt ein Photon verfangen. Wenn zwei Teilchen verstrickt sind, behalten sie eine Verbindung auch wenn getrennt, so dass eine Aktion auf ein Teilchen auf den anderen auswirken würde.

Verschränkung öffnet die Tür zu Dekohärenz, weil eine Änderung in der Umgebung der beiden Teilchen der anderen stören. Bei dem Experiment Dekohärenz inmitten wenn das Photon, jetzt verstrickt mit dem Atom von der Lichtempfänger aufgenommen wurde.

Das Experiment auch ergab jedoch, dass wenn das Atom Spin war zunächst in die gleiche Richtung wie das Licht des Lasers ausgerichtet, dann der Photon und Atom nicht verfangen, und somit Dekohärenz konnte vermieden werden.

"In dieser Studie Glickman Et Al. zeigen, dass die Quanten-Überlagerung gewahrt bleibt, wenn das Photon in eine definierte Richtung erkannt und mit der Phase der Quanten-Überlagerung synchronisiert," sagte Physiker Peter Maunz des Sandia National Laboratory, der nicht in das Projekt involviert war.

Der Befund könnte dazu beitragen, dass die Physiker die Kraft der Quantenmechanik zu nutzen, denn als besser Technologien wie Uhren oder Quanten-Computern, die Leistung und Geschwindigkeit deutlich gesteigert haben würde im Vergleich Withregular Computer. Um diese Technologien zu realisieren, müssen Wissenschaftler in der Lage zu manipulieren, und messen, Quantensysteme, unter Beibehaltung ihrer Quantennatur ohne dass Dekohärenz.

"All diese Technologien wirklich auf das Quantenverhalten dieser Systeme verlassen," sagte Ozeri LiveScience. "Zu diesem Zweck musst du wirklich kämpfen Dekohärenz. "Du musst den Mechanismus zu verstehen, der macht es möglich, das Heilmittel zu entwickeln."

Die neue Studie kann nur ein Schritt in diese Richtung sein.

"Dies ist ein sehr gepflegter Experiment, vertiefen den Einblick in die Lichtstreuung Prozess", sagte Maunz. "Es ist spannend zu sehen, dass die spontane Emission eines Photons nicht unbedingt die Quantum Superposition zerstört." Die Einsicht in die Quanten-Messung verarbeiten und Dekohärenz von Quantensystemen erhalten aus diesem Experiment vertieft das Verständnis der zugrunde liegenden physikalischen Phänomene und legen den Grundstein, um die Nutzung von Photonen aus einzelnen Atomen für Anwendungen in der Quanteninformationsverarbeitung verstreut zu verbessern. "

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