Cluj 15°C
Iași 9°C
Fizicienii au „încurcat” atomi în mișcare. Teoria cuantică, validată
Fizicienii au realizat o descoperire revoluționară, reușind pentru prima dată să „încurce” doi atomi în mișcare. Realizarea, descrisă de unii ca o confirmare a „acțiunii fantomatice la distanță” imaginată de Albert Einstein, deschide noi căi în înțelegerea mecanicii cuantice și a aplicațiilor sale potențiale.
Noua cercetare a demonstrat că atomii de heliu ultrareci pot fi corelați cuantic prin impulsul lor. Impulsul, o componentă esențială în fizică, descrie viteza și direcția de mișcare a unei particule, luând în considerare și masa acesteia. Înțelegerea acestui fenomen are potențialul de a revoluționa domenii precum senzorii cuantici, oferind posibilitatea de a detecta unde gravitaționale sau de a cartografia interiorul Pământului cu o precizie fără precedent.
Experimentul inedit cu atomi de heliu
Echipa de cercetători a ales heliul pentru experimentele lor. Acest element posedă proprietatea de a putea fi menținut într-o stare excitată stabilă pentru o perioadă considerabilă – aproximativ două ore, un timp lung în contextul experimentelor cu atomi, care de obicei durează doar câteva zeci de secunde. Această caracteristică a heliului a permis detectarea individuală a atomilor și reconstruirea precisă a impulsului lor tridimensional.
Procesul a implicat răcirea heliului aproape de zero absolut. La aceste temperaturi extrem de joase, atomii încetinesc până aproape de imobilitate, iar identitatea lor cuantică se „topește” într-un condensat Bose-Einstein. Ulterior, folosind impulsuri laser calibrate, cercetătorii au divizat condensatul în trei grupuri distincte. Unul a fost propulsat în sus, unul în jos, iar al treilea a rămas nemișcat. Interacțiunea dintre aceste grupuri a condus la formarea perechilor corelate, vizibile sub forma unor „halouri de împrăștiere”.
Implicații și perspective viitoare
Un aspect crucial al experimentului a fost utilizarea unui interferometru Rarity-Tapster, o tehnică aplicată anterior doar în cazul fotonilor. Această metodă a permis cercetătorilor să demonstreze existența corelațiilor cuantice prin observarea interferenței atomilor. Astfel, ei au confirmat că atomii se află într-o suprapunere reală de stări.
Rezultatele, obținute după luni de pregătire și o lună de colectare continuă de date, validează predicțiile existente în fizica cuantică. Sean Hodgman, de la Australian National University, a subliniat importanța rezultatelor, adăugând că deși este o confirmare a teoriilor existente, înțelegerea intuitivă a fenomenului rămâne dificilă.
Echipa de cercetători lucrează deja la o versiune îmbunătățită a experimentului, care va implica ciocnirea a doi izotopi de heliu. Acest pas ar putea pune la încercare teoriile actuale din fizică. Hodgman a menționat că, din perspectiva gravitației cuantice, descrierea matematică a unui astfel de sistem reprezintă o provocare majoră.
Studiul a fost publicat în revista Nature Communications, marcând un pas important în înțelegerea fenomenelor cuantice și deschizând noi perspective de cercetare.
