Фотоны подтвердили квантовую механику

Фотоны подтвердили квантовую механикуУченые проверили один из фундаментальных принципов квантовой механики, проведя усложненный опыт с дифракцией света. Исследователи проверяли правило Борна, описывающее вероятность получения определенного результата при проведении измерения. Результаты проведенного физиками опыта уложились в принципы квантовой механики.

Об этом сообщает Интернет-издание Лента.RU.

Ученые проверили один из фундаментальных принципов квантовой механики, проведя усложненный опыт с дифракцией света. Статья исследователей опубликована в журнале Science, а ее краткое изложение доступно на портале Physics World.

Специалисты проверяли правило Борна, описывающее вероятность получения определенного результата при проведении измерения. Ученые давно пытаются объединить квантовую механику с другими теориями (в частности, гравитацией) и предполагают, что для этого, возможно, придется поступиться некоторыми ее базовыми принципами, например допустить нарушение правила Борна.

Простой эксперимент, иллюстрирующий правило Борна и корпускулярно-волновой дуализм света, был впервые проведен в начале XX века Томасом Юнгом и с тех пор вошел во все учебники физики как опыт, «породивший» квантовую механику.

Свет от точечного источника проходил через непрозрачный экран с двумя узкими щелями и падал на другой экран, на котором наблюдалась интерференционная картина, противоречащая классическим физическим принципам, подразумевающим, что фотоны не проявляют волновых свойств.

Позднее разные ученые многократно повторяли эксперимент с другими частицами, например летящими поштучно электронами, нейтронами и молекулами, даже такими тяжелыми, как фуллерены — образования из 70 атомов углерода. Независимо от точности измерений все эти опыты доказывали, что все частицы проявляют волновые свойства, причем чем меньше частица, тем это заметнее.

Авторы новой статьи провели эксперимент Юнга не с двумя, а с тремя щелями. Они установили источник света (лазер) перед стеклянной пластиной с металлическим покрытием, в котором на расстоянии в 100 микрометров друг от друга были проделаны три щели шириной 30 микрометров (микрометр — это одна миллионная метра). Лазер «выстреливал» примерно по 40 тысяч фотонов в секунду в направлении пластины, за которой находился позиционно-чувствительный детектор. Редкий поток частиц был необходим для того, чтобы каждый раз через щель пролетал ровно один фотон.

Измерения повторялись шесть раз: с одной открытой щелью, с двумя и всеми тремя. Зарегистрированный эффект подтвердил расчеты по правилу Борна с погрешностью в один процент: при сложении результатов всех измерений с поочередным закрытием щелей получилась та же интерференционная картина, что и при открывании всех щелей сразу. Несмотря на общее соответствие результатов предсказаниям квантовой механики (в пределах точности эксперимента), исследователи продолжают сомневаться и планируют провести новую серию опытов с лучшей точностью, другими частицами и даже не с частицами, а с конденсатом Бозе-Эйншейна — это особое состояние вещества при температурах близких к абсолютному нулю, когда оно ведет себя как единое целое и проявляет квантовые свойства.

Число Пи нашли в квантовой механике
Физик Карл Хаген и математик Тамар Фридман из Рочестерского университета в штате Нью-Йорк вывели формулу для числа Пи из квантовой механики.

Принятие решений в сложной ситуации объяснили квантовой механикой
Психологи предложили объяснять иррациональные решения человека квантовой механикой. Об этом со ссылкой на журнал «Современные направления в психологической науке» (Current Directions in Psychological Science) сообщает The Independent.

Искусственная черная дыра создана в лаборатории
Идея о том, что черные дыры все-таки испускают какие-то частицы, существует с 1974 года, когда вычисления Стивена Хокинга с использованием квантовых методов показали, что черные дыры на самом деле «излучают»…

Физики продемонстрировали квантовый сюрреализм
Физики из Торонтского университета в Канаде продемонстрировали то, что критики их предыдущих работ назвали квантовым сюрреализмом.

Британские физики научились «сжимать» одиночные фотоны
Физики из Кембриджского университета впервые смогли «сжать» одиночные частицы света, что раньше считалось невозможным трюком по мнению целого ряда теоретиков, и что позволит создавать мощные и очень чистые источники лазерного…


  • Света,
  • Механик,
  • ОПЫТ,
  • Эксперимент,
  • Частица,
  • Измерение
Комментировать публикацию через Постсовет:
Комментарии (0) RSS свернуть / развернуть

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.


Комментировать публикацию через Вконтакте: