Seltsame Quantentheorie arbeitet in "Großen" Dinge

Sie wusste, es war richtig, aber jetzt haben sie gezeigt, dass es: Wissenschaftler haben gezeigt, dass die Unschärferelation, eine der bekanntesten Regeln der Quantenphysik, makroskopische Objekte sichtbar für das menschliche Auge funktioniert.

Der Physiker Werner Heisenberg vor fast einem Jahrhundert beschriebene Prinzip besagt, dass der bloße Akt der Messung der Position eines Partikels, wie ein Elektron unbedingt ihren Schwung stört. Das heißt, je genauer Sie versuchen seine Lage messen, je weniger man weiß, wie schnell es sich bewegt, und umgekehrt.

Während in der Theorie dieses Prinzip für alle Objekte arbeitet, in der Praxis seine Wirkung galten nur im kleinen Bereich messbar sein, wo sind die Regeln der Quantenmechanik wichtig. Ein neues Experiment, beschrieben in der 15 Februar-Ausgabe der Zeitschrift Science haben Physiker gezeigt, dass die Unschärferelation Effekte in einer kleinen Trommel, die mit bloßem Auge sichtbaren erkannt werden können.

Kleine Welt

Die Unschärferelation basiert auf jeder Akt der Messung wie störend ist. Wenn zum Beispiel ein Photon, oder Lichtteilchen, aus einem Mikroskop ein Elektron zum Anzeigen verwendet wird, wird das Photon abprallen, dass Elektronen und stören ihre Dynamik, sagte Studie Co-Autor Tom Purdy, Physiker am JILA, ein gemeinsames Institut der University of Colorado, Boulder und National Institute of Standards und Technologie. [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]

Aber je größer das Objekt, desto weniger Wirkung haben einen springenden Photon auf Dynamik, die Unschärferelation weniger relevant machen in größeren Maßstäben.

In den letzten Jahren haben jedoch Physiker die Grenzen wurden auf die Waage das Prinzip in angezeigt wird. Zu diesem Zweck, Purdy und seine Kollegen erstellt eine 0,02 Zoll Breite (0,5 Millimeter) Trommel aus Siliziumnitrid, ein keramisches Material verwendet in Raumschiffe, dicht über einem Silizium-Rahmen gezeichnet.

Sie machten dann die Trommel zwischen zwei Spiegeln und glänzten Laserlicht auf es. Im Wesentlichen wird die Trommel gemessen, wenn Photonen prallen an der Trommel und lenken die Spiegel eine gegebene Menge, und die Zahl der Photonen die Messgenauigkeit erhöht. Aber mehr Photonen verursachen größere Schwankungen, die Spiegel zu heftig schütteln dazu führen, dass die Messgenauigkeit zu begrenzen. Diese zusätzliche schütteln ist der Beweis für die Unschärferelation in Aktion. Das Setup war extrem kalt, um thermische Schwankungen vor dem Ertrinken, diese Quanten-Effekt zu verhindern gehalten.

Die Erkenntnisse könnten Auswirkungen auf die Jagd nach Gravitationswellen von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt haben. In den nächsten Jahren das Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO), ein paar von Observatorien in Louisiana und Washington, soll winzige Sensoren verwenden, um Gravitationswellen in der Raumzeit zu messen, und die Unschärferelation könnte LIGO Messung Fähigkeiten Grenzen gesetzt.

LIGO Messungen "viele Größenordnungen mehr mikroskopischen als bei uns werden werden", sagte Purdy LiveScience.

Die Ergebnisse des jüngsten Versuchs sagte Roman, dass sie sowohl klassische zeigen und Quantenmechanik auf der gleichen Skala, Saurya Das, ein theoretischer Physiker an der Universität Lethbridge in Kanada, die nicht an der Studie beteiligt war.

"Einen halben Millimeter wie etwas, was wir tatsächlich in der Hand halten können", sagte Das LiveScience. "Natürlich die klassische Mechanik ist gültig, aber sie machen die Quantenmechanik relevant in dieser Größe."

Als eine technische Errungenschaft ist auch beeindruckend, Das sagte.

"In diesem Maßstab noch vor 10 Jahren Menschen hätte gedacht es gibt keinen Sinn, dieses Experiment zu tun weil Sie nichts gesehen hätte."

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