Untuk masa yang lama, dipercayai bahawa undang-undang mekanik kuantum hanya berlaku untuk benda-benda kecil seperti foton. Walau bagaimanapun, ahli fizik telah membuktikan bahawa badan yang sangat besar (mengikut standard dunia molekul) dapat mematuhi peraturan ini.
Mungkin, anda pernah mendengar lebih dari sekali mengenai eksperimen pemikiran, yang pada satu masa dirumuskan oleh ahli fizik Austria Erwin Schrödinger - yang sama dengan kucing, kotak dan isotop radioaktif. Menurut keadaan eksperimen, kucing boleh mati dan tidak mati secara serentak, iaitu, dalam keadaan semacam ketidakpastian kuantum - "superposisi". Nah, para saintis tidak memasukkan kucing ke dalam kotak, mereka hanya menjalankan eksperimen yang sama dengan molekul besar 2.000 atom.
Superposisi kuantum telah diuji berkali-kali pada sistem kecil, dan ahli fizik berjaya menunjukkan bahawa zarah individu boleh berada di dua tempat pada masa yang sama. Tetapi pada skala yang serupa, percubaan seperti ini tidak pernah dilakukan sebelumnya.
Eksperimen ini membolehkan para penyelidik memperhalusi hipotesis mekanik kuantum dan lebih memahami bagaimana cabang fizik misteri ini sebenarnya berfungsi - serta bagaimana undang-undang mekanik kuantum bergabung dengan undang-undang fizik klasik yang lebih tradisional dan berskala besar. "Hasil kami menunjukkan kesepakatan yang sangat baik dengan teori kuantum dan tidak dapat dijelaskan dari segi fizik klasik," kata para penyelidik dalam makalah mereka.
Khususnya, penyelidikan baru ini merangkumi persamaan Schrödinger, yang menerangkan bagaimana bahkan zarah individu boleh bertindak seperti gelombang dan muncul di beberapa tempat pada masa yang sama. Cara termudah untuk menggambarkan interaksi mereka adalah seperti riak di kolam di mana anda melemparkan beberapa batu sekaligus.
Untuk membuktikan hipotesis mereka, para saintis membuat eksperimen dengan dua celah - pengalaman yang terkenal oleh ahli fizik kuantum. Biasanya terdiri daripada memproyeksikan zarah cahaya individu (foton) melalui dua celah. Sekiranya foton hanya bertindak seperti zarah, unjuran cahaya yang dihasilkan ke sisi lain akan menunjukkan hanya satu jalur. Tetapi pada hakikatnya, cahaya yang diproyeksikan di sisi lain menunjukkan corak gangguan - banyak jalur yang berinteraksi seperti gelombang. Seperti yang anda lihat, bukti tidak memerlukan perkakasan yang sangat sensitif.
Skim eksperimen.
Nampaknya bagi kami bahawa foton berada di dua tempat pada masa yang sama, seperti kucing Schröderer. Tetapi, seperti yang diketahui oleh banyak orang, seekor kucing berada dalam dua keadaan sehingga mempunyai pemerhati luar. Apabila kotak dibuka, keadaan kucing menjadi pasti - ia masih hidup atau mati.
Video promosi:
Ia sama dengan foton. Sebaik sahaja cahaya diukur atau diperhatikan secara langsung oleh seseorang, superposisi hilang dan keadaan fotonnya tetap. Ini adalah salah satu misteri utama di tengah-tengah semua mekanik kuantum.
Para penyelidik mengulangi eksperimen dengan dua celah, tetapi bukannya menggunakan foton, mereka menggunakan elektron, atom dan molekul kecil. Tetapi sekarang ahli fizik telah menunjukkan bahawa molekul besar mematuhi peraturan yang sama! Pasukan ini menggunakan kumpulan atom yang terdiri daripada 2.000 "bahagian" untuk membuat corak gangguan kuantum seolah-olah mereka berkelakuan seperti gelombang dan berada di lebih dari satu tempat pada masa yang sama.
Molekul-molekul kolosal ini dikenal sebagai "oligoteraphenylporphyrins yang diperkaya dalam rantai fluoroalkylsulfanyl," dan beberapa di antaranya berjumlah 25,000 kali jisim atom hidrogen. Tetapi apabila molekul bertambah besar, molekul-molekul juga menjadi kurang stabil, sebab itulah para saintis hanya dapat mengganggu mereka selama tujuh milisaat pada satu masa dengan menggunakan peralatan yang baru dikembangkan - interferometer bahan gelombang. Bahkan faktor seperti putaran Bumi dan tarikan graviti atom itu sendiri harus diambil kira. Nah, kerja itu berbaloi.
Kita sekarang tahu bahawa peraturan mekanik kuantum tidak hanya berlaku untuk benda-benda kecil seperti foton, tetapi juga pada tubuh yang jauh lebih besar. Catatan sebelumnya adalah molekul hanya 800 atom - dipercayai bahawa ini adalah had selepasnya, bukannya undang-undang fizik kuantum, undang-undang fizik klasik mula beroperasi. Tetapi ini bukan kesudahannya: pasukan yakin bahawa tidak lama lagi ia akan dapat mencipta rekod baru.
Vasily Makarov
