Физики запустили квантовую волну в двух кристаллах

Частицы могут двигаться как волны по разным траекториям одновременно — это одно из самых важных открытий квантовой физики. Команда из TU Wien, INRIM Turin и ILL Grenoble достигла именно этого результата, используя высокоточную платформу с наклонным наконечником для выравнивания кристаллов.

Авторы заявили, что это открывает совершенно новые возможности для квантовых измерений, в частности, можно исследовать квантовые эффекты в гравитационном поле.

Ранее нейтронные интерферометры активно использовали для точных измерений и фундаментальных физических исследований. Однако до сих пор их размер был ограничен, потому что они работали только в том случае, если были сделаны из цельного куска хрусталя. С 1990-х годов были попытки изготовить интерферометры из двух отдельных кристаллов, но безуспешно. 

Авторы объясняют, что принцип работы интерферометра аналогичен знаменитому эксперименту с двумя щелями. Это эксперимент, проведенный Томасом Юнгом и ставший экспериментальным доказательством волновой теории света. В опыте пучок монохроматического света направляется на непрозрачный экран-ширму с двумя параллельными прорезями, позади которого устанавливается проекционный экран. Ширина прорезей приблизительно равна длине волны излучаемого света. На проекционном экране получается целый ряд чередующихся интерференционных полос. Интерференция света доказывает справедливость волновой теории.

В эксперименте с двумя щелями две щели находятся на минимальном расстоянии друг от друга. А в нейтронном интерферометре частицы разделяются на две разные траектории с промежутком в несколько сантиметров. Волна частицы достигает макроскопического размера, но если наложить оба пути друг на друга, то видно, что частица не выбирала один из путей, она использовала оба одновременно.

В таком эксперименте требования к точности очень высоки. Когда кристалл интерферометра смещается на один атом, интерференционная картина сдвигается на полный период. Если один из кристаллов повернуть на угол около ста миллионных долей градуса, то интерференционная картина разрушается. 

Национальный институт метрологии Ричерка (INRIM) в Турине предоставил необходимые технологии в области комбинированной оптической и рентгеновской интерферометрии. Сканирующие рентгеновские интерферометры также состоят из отдельных кремниевых кристаллов и обладают аналогичной чувствительностью. Чувствительность к пространственному смещению кристалла использовали, чтобы определить постоянную решетку кремния с беспрецедентной точностью. Этот результат позволяет подсчитать атомы макроскопической кремниевой сферы, а также определить константы Авогадро и Планка.

Так физикам удалось использовать в эксперименте отдельные кристаллы с рентгеновскими интерферометрами. Они смогли обнаружить нейтронные помехи в системе из двух отдельных кристаллов.

Читать далее:

НАСА: телескоп «Джеймс Уэбб» необратимо поврежден от удара небольшого метеорита

Физики нашли универсальные «часы» в космосе: они точнее атомных

Телескоп «Джеймс Уэбб» сделал первый снимок Юпитера: на нем сразу 9 двигающихся целей

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Разработан маршрутизатор для фотонов: он объединит квантовые компьютеры в единую сеть
Наука
ИИ обнаружил два новых гена, которые влияют на риск ишемического инсульта
Наука
Создание изображений в стиле Ghibli привело к рекордной нагрузке на ChatGPT
Новости
Физики МГУ оценили потенциал фотонных процессоров для нейросетей
Новости
Телескоп НАСА для изучения ранней Вселенной сделал первые снимки
Космос
Путин подписал закон против кибермошенничества: что изменится для россиян
Новости
Генератор изображений OpenAI теперь доступен бесплатно, но с ограничениями  
Новости
Apple готовит iOS 19: какие iPhone не получится обновить  
Новости
ЦЕРН представил проект нового коллайдера: что известно прямо сейчас
Наука
На «Госуслугах» запустили сервис для проверки сим-карт: как он работает  
Новости
В России введут маркировку электроники: это изменится для покупателей
Новости
Разработан мозговой имплант, который переводит мысли в речь почти мгновенно
Новости
«Хаббл» зафиксировал драматические сезонные изменения в атмосфере Урана
Космос
Физики МГУ придумали, как ускорить память компьютера терагерцовым излучением
Новости
Клетки жажды: нейробиологи выяснили, как мозг решает, когда нужно пить и есть
Наука
Разработчик ChatGPT анонсировал первую за пять лет модель с открытым кодом
Новости
«Казнить нельзя помиловать»: запятые и точки влияют на точность работы ИИ
Новости
Живые клетки обрабатывают информацию в миллиарды раз быстрее, чем считалось ранее
Наука
Яндекс опубликовал нейросеть YandexGPT 5 Lite в открытом доступе
Новости
Эксперты обсудили управление персоналом в эпоху цифровых технологий
Новости