Fizycy potwierdzili efekt Zenona

Fizycy z Uniwersytetu Cornella potwierdzili w swoim eksperymencie kwantowy efekt Zenona - możliwość "zamrożenia" systemu kwantowego jedynie poprzez prowadzenie ciągłych obserwacji. Zjawisko to może mieć zastosowanie w przyszłych komputerach kwantowych, może też doprowadzić do powstania zupełnie nowej metody kontroli i manipulacji stanów kwantowych oraz stworzenia nowych rodzajów czujników.

Kwantowy efekt Zenona (lub kwantowy paradoks Zenona) został opisany i nazwany przez uczonych Baidyanath'a Misra i George'a Sudarshana (Uniwersytet w Teksasie) w 1977 roku. Zjawisko otrzymało swoją nazwę na cześć greckiego filozofa. W 1989 roku David Wineland, amerykański fizyk i laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki, dokonał pierwszej doświadczalnej obserwacji efektu Zenona, lecz naukowcy nie byli zgodni czy przeprowadzony przez niego eksperyment potwierdził istnienie tego fenomenu.

Reklama

Dopiero w 2001 roku Mark Reizen z Uniwersytetu w Teksasie potwierdził zarówno efekt Zenona, jak i jego przeciwieństwo, tzw. antyefekt Zenona. Fizyk wraz ze swoim zespołem badał ultrazimne atomy sodu, których temperatura była ekstremalnie niska - poniżej 1 milikelwina. Podczas analiz pierwszego zjawiska okazało się, że jeśli dokonujemy obserwacji systemu kwantowego co jedną milionową sekundy, to zjawisko tunelowania cząstki niemal całkowicie się zatrzymuje. Lecz gdy obserwacja dokonywana jest "rzadziej", co pięć milionowych części sekundy, wtedy już następuje antyefekt Zenona a proces tunelowania przyspiesza.

Zaskakującego odkrycia dokonał również adiunkt fizyki Mukund Vengalattore, który wraz ze swoim zespołem badawczym przeprowadził eksperyment w ultrazimnym laboratorium na Uniwersytecie Cornella. Uczeni stworzyli i schłodzili gaz składający się z około miliarda atomów rubidu w komorze próżniowej i zawiesili masę między wiązkami laserowymi. Atomy organizowały się i tworzyły układ kratownicy, zachowywały się tak jakby były w ciele krystalicznym.

W tak niskich temperaturach atomy mogły tunelować z miejsca na miejsce z bardzo niewielką prędkością. Fizycy obserwowali je pod mikroskopem i podświetlali je przy pomocy systemu obrazowania laserowego, dzięki czemu mogli je zobaczyć. Gdy laser był wyłączony lub świecił z niską intensywnością, atomy tunelowały swobodnie, lecz gdy wiązka laserowa stała się jaśniejsza a pomiary były dokonywane częściej, prędkość tunelowania drastycznie spadła.
 
Przeprowadzenie eksperymentu było możliwe dzięki nowej technice obrazowania, która umożliwiła obserwację ultrazimnych atomów pozostawiając je w tym samym stanie kwantowym. Autor badania Mukund Vengalattore powiedział, że "mamy teraz niepowtarzalną możliwość kontrolowania dynamiki kwantowej wyłącznie dzięki obserwacji".

Tylkonauka.pl
Dowiedz się więcej na temat: mechanika kwantowa | kwantowy efekt Zenona

Reklama

Najlepsze tematy

Reklama

Reklama

Strona główna INTERIA.PL

Polecamy

Rekomendacje