Obrovský skok vpred v kvantovom svete. Vedci donútili levitovať nanoguličku unikátnym spôsobom
Opäť sme sa priblížili k lepšiemu pochopeniu tajomného kvantového sveta. Fyzikom z ETH Zürich sa len nedávno podarilo uväzniť pomocou laserového svetla miniatúrnu guličku a spomaliť jej pohyb až na najnižší kvantovo mechanický stav. Výskum by v budúcnosti mohol pomôcť pri štúdii kvantových efektov v makroskopickom svete, ale i pri zostavovaní nesmierne citlivých senzorov. Na tému upozornil portál Phys.
Makroskopický objekt v kvantovom svete
Ak nebudeme zachádzať príliš do detailov, môžeme povedať, že kvantová mechanika opisuje správanie sa extrémne malých objektov, kde neplatia zákony Newtonovej fyziky. Inými slovami, exotické správanie hmoty opisované kvantovou mechanikou je zrejme až pri extrémne malých objektoch.
Dôkazom tohto čudného správania môže byť slávny Youngov pokus, alebo dvojštrbinový experiment, kde pôvodne vedci nasmerovali svetelný lúč cez dve úzke štrbiny a po prechode štrbinami na protiľahlej stene pozorovali vzniknutý interferenčný vzor. Po zakrytí jednej zo štrbín sa očakávalo, že dôjde k polovičnému zníženiu intenzity, namiesto toho sa však začal objavovať oveľa jednoduchší obraz, jednoduchá difrakcia.
NEPREHLIADNI
Po 50 rokoch sa podarilo overiť správnosť jednej z najväčších teórií Stephena Hawkinga
Prečo sa však elementárne častice môžu správať podľa kvantovej fyziky ako vlny a byť na viacerých miestach súčasne? Prečo svet okolo nás dodržuje úplne iné pravidla? Hoci presné odpovede stále nepoznáme, vedcom sa darí čoraz častejšie prinútiť makroskopické objekty správať sa „kvantovo“.
Experiment, aký sme tu ešte nemali
Najnovšie sa to podarilo vedcom z ETH Zürich, o čom svedčí aj ich štúdia publikovaná v žurnále Nature, ktorým sa pod vedením Felixa Tebbenjohannsa a Lukasa Novotného podarilo spomaliť pohyb „relatívne veľkej“ guličky až na najnižší kvantovo mechanický stav.
Konkrétne išlo o sklenenú guličku s priemerom iba 100 nanometrov, čo je mimochodom asi 1000-krát menej ako hrúbka ľudského vlasu. I keď pre teba tieto rozmery môžu byť malé, vedz, že z pohľadu kvantového sveta ide skutočne o „obrovský“ objekt zložený až z 10 miliónov atómov. Takže „prinútiť“ takýto „veľký“ objekt správať sa „kvantovo“ je pre fyzikov naozaj nesmierny úspech, upozorňuje portál ScienceAlert.

Vedci teda zobrali túto niekoľko nanometrov veľkú guličku, umiestnili ju do vákuovej nádoby a pomocou laserového lúča ju nechali vznášať sa v optickej pasci. Celá nádoba bola schladená na -269 °C, aby sa minimalizoval tepelný pohyb.
„Aby bolo možné sledovať kvantové efekty, bolo potrebné nanoguličku ešte viac spomaliť, a to až do jej základného pohybového stavu,“ cituje portál ScienceAlert autora štúdie Tebbenjohannsa. Pohybová energia teda musela byť redukovaná až do bodu, kedy vzťah kvantovej mechanickej neurčitosti zakázal ďalšiu redukciu.
NEPREHLIADNI
Masívny úspech vedcov: Najmenšia gravitačná sila v histórii úspešne zmeraná. Zjednotí známe fyzikálne teórie?
Vedci pomocou interferenčných vzorov generovaných laserovými lúčmi vypočítali presnú polohu guličky vo vnútri nádoby a pomocou dvoch elektród a elektrického poľa spomaľovali pohyb tohto objektu.
Hoci podobné výsledky boli dosiahnuté už v predchádzajúcich výskumoch, nový prístup to dokázal i bez tzv. optického rezonátoru, čím sa zároveň upravila citlivosť na rušenie a bolo možné po vypnutí laseru sledovať celý objekt izolovane. To je obzvlášť dôležité pre skúmanie a realizáciu interferenčných experimentov, všetko však ešte vyžaduje veľa času a skúmania.
„Toto je prvýkrát, čo sa takáto metóda použila na riadenie kvantového stavu makroskopického objektu vo voľnom priestore,“ hovorí profesor fotoniky Lukas Novotný zo švajčiarskeho ETH Zürich.
Výskum a levitácia tejto guličky kryogénnom prostredí predstavuje obrovský skok vpred pri sledovaní kvantových efektov na makroskopickej škále.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Takto vyzerá budúcnosť obnoviteľnej energie. 3D solárne veže sú efektívnejšie než čokoľvek doteraz

Najbizarnejší gadget roka? Meria tvoje zdravie priamo z toalety a posiela výsledky do aplikácie

Naočkovali spóry a čakali na zázrak. Vedci vytvorili pamäťový čip z neuveriteľnej veci

PRELOM: Vedci zostrojili prvé jadrové hodiny na svete, vyriešia veľkú záhadu fyziky

Prelomový objav vo vesmíre: Vedci prvýkrát objavili významné stopy života mimo našej Galaxie
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

83-ročný milionár zo Slovenska: Toľko problémov ako v našej krajine nenájdeš nikde, v tom je podnikateľská šanca
PREMIUMMladí Slováci bojujú s tichou pandémiou. „Oddych vnímajú ako slabosť alebo luxus,“ varuje expertka

Aj 80 eur mesačne ti môže priniesť až 53 000 eur: Slováci ignorujú „ôsmy div sveta“

Vedci objavili „neviditeľné“ bunky: Nová imunoterapia mení liečbu rakoviny od základov

Reťazec TEDi sťahuje z predaja nebezpečný výrobok. Obsahuje formaldehyd, ktorý zvyšuje riziko rakoviny
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Netflix priznáva zlyhanie. Zaklínač končí v predstihu, tvorcovia priznali smutnú pravdu
- Akčný veľkofilm 2025 prichádza online. Sľub splniť nedokázal
- Pochopili, že ubližujú sami sebe. Bohatá krajina chce okamžite zrušiť clá na elektromobily z Číny
- VIDEO: Zbláznila sa Čína? Neuveríš, čím pokryli celé pohorie
- Netflix oslavuje nový svetový hit. Desivo reálna novinka však ľudí nahnevala
-
- Pochopili, že ubližujú sami sebe. Bohatá krajina chce okamžite zrušiť clá na elektromobily z Číny
- VIDEO: Zbláznila sa Čína? Neuveríš, čím pokryli celé pohorie
- Netflix priznáva zlyhanie. Zaklínač končí v predstihu, tvorcovia priznali smutnú pravdu
- Bez Západu by rýchlo prehrali. Ukrajina zistila, čo v skutočnosti poháňa „ruské“ drony
- Už prvá epizóda prekročila všetky hranice: Na obrazovky dorazil jeden z najočakávanejších seriálov roka
-
- Bez Západu by rýchlo prehrali. Ukrajina zistila, čo v skutočnosti poháňa „ruské“ drony
- Vodiči sú proti nim bezradní. Nové radary rozdávajú pokuty za niečo, čo by ti nikdy nenapadlo
- Pochopili, že ubližujú sami sebe. Bohatá krajina chce okamžite zrušiť clá na elektromobily z Číny
- Akčný film 2025 neprestáva udivovať. Ohúril aj Slovákov a naďalej láme rekordy
- Veľmoc objavila 35 miliónov ton veľmi vzácnej suroviny. Prinesie im ohromné bohatstvo
Svetová elita ničí Zem. Oxfam odhalil katastrofálne rozdiely v emisiách
To, čo Nvidia dokázala, nemá v histórii obdoby. Svet financií stojí v nemom úžase
Takú astronomickú hodnotu dosiahli len tri firmy. Technologický gigant prekonal historický míľnik
Obľúbený operátor spúšťa štedrý vianočný kalendár, pre Slovákov si pripravil veľa prekvapení (PREHĽAD)
Konečne rozumný krok od Google. Chystá sa obnoviť odstavenú jadrovú elektráreň, toto je dôvod
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

83-ročný milionár zo Slovenska: Toľko problémov ako v našej krajine nenájdeš nikde, v tom je podnikateľská šanca
PREMIUMMladí Slováci bojujú s tichou pandémiou. „Oddych vnímajú ako slabosť alebo luxus,“ varuje expertka

Aj 80 eur mesačne ti môže priniesť až 53 000 eur: Slováci ignorujú „ôsmy div sveta“

Vedci objavili „neviditeľné“ bunky: Nová imunoterapia mení liečbu rakoviny od základov

