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
Темные фабрики: будущее промышленности без человека
Мнения
Астрономы открыли рекордно далекую от звезды суперземлю
Космос
Датские ученые омолодили стволовые клетки, изменив их «диету»
Наука
Биологи описали стратегии любви у мышей: защищаться или «странствовать»
Наука
Якутские инженеры создали боевого «Скорпиона» для битвы роботов
Новости
Количество DDoS-атак удвоилось в первом квартале 2025 года
Новости
Сдвиг поверхности земли при землетрясении зафиксировали из космоса
Космос
Не так уж жарко: выяснилось, какая погода была на Марсе в прошлом
Космос
Целый океан исчез на Земле: как это изменило историю нашей планеты
Наука
Минцифры запускает эксперимент с ИИ на «Госуслугах»: что он будет делать
Новости
Сжигать жир можно с помощью мыслей: как это работает
Наука
Маркетплейсы превратили шопинг в зависимость: как не потратить свои деньги
Наука
ChatGPT научили материться, как сантехника Валеру из Омска
Новости
Написать научный труд в эпоху нейросетей: как сделать ИИ помощником?
Мнения
Следы «долгожданной» черной дыры нашли в соседней галактике
Космос
В Анапе испытали устройство для сбора мазута со дна моря
Наука
Филиппинские физики создали дешевые жидкие линзы из обычной воды
Наука
Perplexity вслед за OpenAI заявила в суде о желании приобрести Chrome
Новости
В МГУ разработали математическую модель для предотвращения давки
Наука
Посмотрите на самое подробное изображение Солнца, сделанное зондом Solar Orbiter
Космос