PressHub24
Sănătate

Fizicienii au „încurcat” atomi în mișcare. Teoria cuantică, validată!

Fizicienii au „încurcat” atomi în mișcare. Teoria cuantică, validată!

Fizicienii au reușit să „încurce” doi atomi în mișcare, demonstrând pentru prima dată inseparabilitatea cuantică în modul în care acestea se deplasează. Descoperirea validează un fenomen descris de Albert Einstein drept „acțiune fantomatică la distanță”. Studiul, publicat recent, ar putea deschide noi căi în cercetarea senzorilor cuantici.

Experimentul inedit cu atomi de heliu

Cercetătorii au lucrat cu perechi de atomi de heliu ultrareci, demonstrând corelarea cuantică prin impulsul acestora. Impulsul, o mărime fizică ce descrie viteza și direcția de mișcare a unei particule, ținând cont și de masa acesteia, a fost cheia experimentului. Inseparabilitatea cuantică, o trăsătură fundamentală a mecanicii cuantice, presupune că măsurarea unei particule o influențează instantaneu pe cealaltă.

Experimentul a implicat răcirea atomilor de heliu aproape de zero absolut. La aceste temperaturi extrem de scăzute, atomii încetinesc până aproape de imobilitate. Folosind impulsuri laser calibrate, cercetătorii au împărțit condensatul în trei grupuri, unul propulsat în sus, unul în jos și unul static. Când norii în mișcare au trecut prin zona statică, s-au ciocnit și dispersat în direcții opuse, formând perechi corelate.

Pentru a demonstra corelarea, echipa a folosit un interferometru Rarity-Tapster. Sean Hodgman de la Australian National University, a explicat: „Atomii se îndepărtează, apoi îi reflectăm și îi facem să interfereze între ei. Interferența apare doar dacă atomul se află într-o suprapunere reală de stări.” Corelațiile observate nu pot fi explicate prin teorii clasice.

Implicații și perspective de viitor

Realizarea experimentului a necesitat aproape o lună de colectare continuă a datelor și luni sau chiar un an de pregătire. Hodgman a subliniat că descoperirea confirmă predicții existente ale fizicii cuantice, chiar dacă acestea rămân greu de înțeles intuitiv: „Creierul nostru nu este pregătit să proceseze astfel de fenomene. La scară mică, atomii nu sunt bile solide, ci apar ca niște entități difuze. Și asta este extrem de ciudat.”

Echipa lucrează deja la o versiune mai avansată a experimentului. Aceasta va implica ciocnirea a doi izotopi de heliu, heliu-3 și heliu-4, pentru a obține perechi corelate simultan prin impuls și masă. Un astfel de sistem ar putea pune sub semnul întrebării teoriile actuale: „Din perspectiva gravitației cuantice, nici nu e clar cum ai descrie matematic un asemenea sistem. Nu poate fi explicat în cadrul relativității generale. Astfel de stări reprezintă o provocare reală pentru viitoarele teorii ale gravitației cuantice”, a adăugat Hodgman.

Descoperirea ar putea conduce la dezvoltarea unor senzori cuantici extrem de preciși, capabili să detecteze unde gravitaționale sau să cartografieze interiorul Pământului.

Distribuie: