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
Američania dostali „geniálny nápad". Chcú nekonečnú energiu zo Slnka aj v noci, ohrozia prírodu aj vedu
Čo ak sa Veľký tresk nikdy nestal? Vedci prišli s vysvetlením, ktoré mení všetko o vzniku vesmíru
Američania ukázali prvý prenosný jadrový reaktor na svete. Vzniká na mieste, kde sa kedysi rodila atómová bomba
Vesmír poslal záhadný signál, ktorý šokoval vedcov. Po 50 rokoch sa ozvalo niečo, čo už malo byť dávno mŕtve
1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Inštitút ľudských práv sa obrátil na Eurokomisiu. Vyzval ju, aby vláde Fica zmrazila eurofondy
Seniori získajú bonus 2 000 € mesačne: Európska krajina spúšťa „aktívny dôchodok“
Expertka skúmala stres celú svoju kariéru: Toto je podľa nej liek číslo 1, ktorý ti prevráti život naruby
Renomovaný lekár prezradil jednoduchý trik, ktorý odhalí zdravé trávenie. Stačí ti na to potravina za pár drobných
Na Ukrajinu posielajú sobie kože. Ruskí vojaci ich vraj potrebujú na prežitie
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Z prehliadaného paliva urobia „novú ropu“. Arabi budujú svätý grál čistej energie za 270 miliárd dolárov
- Ľuďom potečie rovno domov. Slovensko konečne začne využívať progresívnu energiu budúcnosti
- Nadšené ohlasy nestačili. Najlepší film 2025 sa mení na fiasko roka
- Netflix ešte nič väčšie nenatočil. Najdrahší seriál sa vracia v temnom finále, konečne máme detaily
- Podľahli mu diváci v 75 krajinách vrátane Slovenska. Na Netflix práve pribudol drsný akčný film
-
- Nadšené ohlasy nestačili. Najlepší film 2025 sa mení na fiasko roka
- Ľuďom potečie rovno domov. Slovensko konečne začne využívať progresívnu energiu budúcnosti
- Vesmír poslal záhadný signál, ktorý šokoval vedcov. Po 50 rokoch sa ozvalo niečo, čo už malo byť dávno mŕtve
- Čo ak sa Veľký tresk nikdy nestal? Vedci prišli s vysvetlením, ktoré mení všetko o vzniku vesmíru
- 1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
-
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- Vodičov pobúrili nové kontroverzné radary. Rýchlosť ti už nezmeria polícia, ale sused s mobilom
- 1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
- Šéf Lamborghini odpísal elektromobily jednou vetou. Radšej urobia kompromis v obľúbenom pohone
- Ľudia sa nevedia dočkať. Známa akčná séria po 12 rokoch chystá veľký návrat
Po ruských dronoch prichádza tvrdá odpoveď. Británia predlžuje svoju misiu nad Poľskom
Británia posiela Ukrajine technológiu, ktorá mení vojnu. Na fronte pribúdajú tisíce dronov denne
Ak máš tohto operátora, máš to najlepšie na Slovensku. 5G sieť zasahuje už viac než 5 miliónov ľudí
Fosílne palivá ich devastujú a musia konať rýchlo. Dôležitý spojenec Západu sa musí rozhodnúť
Kľúčový ľad planéty sa stráca alarmujúcou rýchlosťou. Vedci hovoria o predčasnej katastrofe
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP