Kaip tuo pačiu metu būti dviejose vietose?

Ambicingas eksperimentas, kurios metu tikimasi priversti stiklo rutuliuką egzistuoti dviejose vietose vienu metu gali tapti pačiu jautriausiu kvantinės teorijos išbandymu. Europos mokslininkų teigimu, šis eksperimentas sukurs stiklo rutuliuko iš milijonų atomų (didesnio nei daugelis virusų) būsenų superpoziciją skirtingose vietose.

Nuo to laiko, kai Erwino Schrödingerio minčių eksperimentas pasiūlė idėją, kad katė gali egzistuoti ir gyvos, ir negyvos būsenos superpozicijoje, fizikams buvo kilęs klausimas ar dideli objektai gali paklusti kvantinės mechanikos dėsniams, rašo newscientist.com.

Tyrimas turėtų būti atliekamas 40 nanometrų skersmens stiklinį rutuliuką apšviečiant lazeriu, kuomet rutuliukas buvo nedidelėje ertmėje. Dėl to rutuliukas šokinėdavo nuo vienos ertmės pusės iki kitos. Tačiau šviesa iš prigimties yra kvantinė, todėl tokia pačia tampa ir rutuliuko pozicija. Dėl to susidaro kvantinė superpozicija.

Eksperimentas turės būti atliekamas vakuumo aplinkoje itin žemoje temperatūroje, kad rutuliuko netrikdytų šiluminis triukšmas ar oro molekulės, tvirtina tyrimo autorius Oriolis Romero-Isartas iš Max Planck kvantinės optikos instituto (Vokietija).

Praėjusiais metais Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje (JAV)mokslininkas Aaronas O'Connellis su kolegomis pademonstravo, kad turėtų būti įmanoma sukurti 60 mikrometrų ilgio metalinio strypelio superpoziciją. Tačiau dviejų skirtingų strypelio būsenų fizinė atskirtis buvo vos 1 femtometras – maždaug vieno atomo branduolio plotis.

O naujojo eksperimento metu stiklinis rutuliukas vienu metu atsidurtų dviejose visiškai skirtingose nepersidengiančiose vietose. „Mūsų pasiūlyme masės centras atsiduria superpozicijoje tokiose erdvės vietose, kurias skiria už paties objekto dydį didesnis atstumas“, - sakė O. Romero-Isartas.

Atomų interferometro eksperimentais anksčiau pavyko pasiekti gerą atskirtį sukuriant fulereno ir kitų molekulių, kurias sudaro iki kelių šimtų atomų, superpozicijos būseną, tačiau pagal naują eksperimento planą tai bus atliekama su iš tiesų makroskopiniais objektais.

Pasak mokslininkų, tai bus ypač naudingas kvantinės mechanikos išbandymas. Tokių labai didelių objektų paklusimo kvantiniams dėsniams stebėjimas yra pats geriausias būdas susipažinti su kvantine teorija.