Kan en kvantetromme vibrere og stå stille på samme tid?

Forskere har undersøgt, hvordan en 'trommestik' lavet af lys kunne få en mikroskopisk 'tromle' til at vibrere og stå stille på samme tid.

Et team af forskere fra Storbritannien og Australien har taget et vigtigt skridt i retning af at forstå grænsen mellem kvanteverdenen og vores klassiske hverdag.

Kvantemekanik er virkelig underligt. Objekter kan opføre sig som både partikler og bølger, og kan være både her og der på samme tid, trodser vores sunde fornuft. Sådan kontraintuitiv adfærd er typisk begrænset til det mikroskopiske område og spørgsmålet "hvorfor ser vi ikke sådan adfærd i dagligdags genstande?" udfordrer mange forskere i dag.

Nu, et team af forskere har udviklet en ny teknik til at generere denne type kvanteopførsel i bevægelse af en lille tromme, der bare er synlig for det blotte øje. Detaljerne i deres forskning offentliggøres i dag i New Journal of Physics .

Projektleder efterforsker, Dr. Michael Vanner fra Quantum Measurement Lab på Imperial College London, sagde:"Sådanne systemer tilbyder et betydeligt potentiale for udvikling af kraftfulde nye kvanteforbedrede teknologier, såsom ultrapræcise sensorer, og nye typer transducere.

"Spændende, Denne forskningsretning vil også sætte os i stand til at teste de grundlæggende grænser for kvantemekanikken ved at observere, hvordan kvante -superpositioner opfører sig i stor skala. "

Mekaniske vibrationer, som dem, der skaber lyden fra en tromme, er en vigtig del af vores hverdag. Hvis du rammer en tromle med en trommestik får den til hurtigt at bevæge sig op og ned, producerer den lyd, vi hører.

I kvanteverdenen, en tromle kan vibrere og stå stille på samme tid. Imidlertid, at generere en sådan kvantebevægelse er meget udfordrende. hovedforfatter af projektet Dr. Martin Ringbauer fra University of Queensland node i Australian Research Council Center for Engineered Quantum Systems, sagde:"Du har brug for en særlig slags trommestik for at lave sådan en kvantevibration med vores lille tromle."

I de seneste år, det nye felt inden for kvanteoptomekanik har gjort store fremskridt mod målet om en kvantetromme ved hjælp af laserlys som en type trommestik. Imidlertid, der er mange udfordringer tilbage, så forfatternes nuværende undersøgelse har en utraditionel tilgang.

Dr. Ringbauer fortsætter:"Vi tilpassede et trick fra optisk kvanteberegning for at hjælpe os med at spille kvantetrommen. Vi brugte en måling med enkeltpartikler af lys - fotoner - til at skræddersy trommestikkens egenskaber.

"Dette giver en lovende vej til at lave en mekanisk version af Schrodingers kat, hvor tromlen vibrerer og står stille på samme tid. "

Disse eksperimenter har foretaget den første observation af mekaniske interferenser udkant, hvilket er et afgørende skridt fremad for feltet.

I forsøget, udkanterne var på et klassisk niveau på grund af termisk støj, men motiveret af denne succes, teamet arbejder nu hårdt på at forbedre deres teknik og drive eksperimenterne ved temperaturer tæt på absolut nul, hvor kvantemekanik forventes at dominere.

Disse fremtidige eksperimenter kan afsløre nye forviklinger af kvantemekanikken og kan endda hjælpe med at belyse vejen til en teori, der forbinder kvanteverdenen og tyngdekraftens fysik.