Физиците проектират начин за откриване на квантово поведение в обекти, големи като нашия: ScienceAlert

Квантовата наука обикновено се занимава с много малки мащаби, където математиката на вероятностите става по-полезен инструмент от „класическите“ описания на материята. Сега ново изследване е открило начин за измерване на количеството на много по-големи маси.

Учените са искали да тестват квантовата природа на по-големи обекти от дълго време: общият консенсус е, че квантовата физика се прилага Във всеки мащабНо тъй като обектите нарастват в маса и сложност, става по-трудно да се наблюдава тяхното количество.

Сега екип от Университетския колеж в Лондон (UCL), Университета на Саутхемптън в Обединеното кралство и Института Бозе в Индия измисли подход за квантово измерване, който теоретично може да се приложи към нещо, независимо от неговата маса или енергия. .

„Предложеният от нас експеримент може да тества дали даден обект е класически или квантов, като види дали актът на наблюдение може да доведе до промяна в неговото движение.“ Той казва Физикът Дебърши Дас от Калифорнийския университет.

Квантовата физика описва вселена, в която нещата не се определят от едно измерване, а като набор от възможности. Електронът може да се върти нагоре и надолу или има по-голям шанс да бъде в някои региони, отколкото в други, например.

На теория това не се ограничава до малките неща. Всъщност вашето тяло може да се опише като имащо много голяма вероятност да седите на този стол и много (много!) ниска вероятност да бъдете на Луната.

Има само един основен факт, който трябва да запомните – ако сте го докоснали, значи сте го купили. Наблюдаването на квантовото състояние на обект, независимо дали е електрон или човек, седнал на стол, изисква взаимодействия с измервателна система, принуждавайки я да направи едно измерване.

Има начини да вземете нещата със свалени панталони, но те изискват да държите тялото на място Държавна земя – Изключително студено, много неподвижно, напълно изолирано от околната среда.

Това е трудно за отделните молекули и става по-трудно с увеличаването на мащаба на размера. Новото предложение използва напълно нов подход, използвайки набор от твърдения, известни като Неравенства на Легет-Гарг и беззнакови условия във времето.

Всъщност тези две концепции описват позната вселена, където човек седи на стол там, дори ако стаята е тъмна и не можете да го видите. Внезапното включване на светлината няма да разкрие, че те всъщност са под леглото.

Ако един експеримент открие доказателства, които по някакъв начин противоречат на тези твърдения, може да успеем да надникнем в квантовата мистерия по-широко.

Екипът предполага, че могат да се наблюдават обекти, които се люлеят на махало, като топка на края на връв.

Светлината върху двете половини на експерименталната настройка след това ще мига в различно време – считано за наблюдение – и резултатите от втората светкавица ще показват дали се случва квантово поведение, тъй като първата светкавица ще повлияе на всичко, което се движи.

Все още говорим за сложна настройка, която ще изисква малко сложно оборудване и условия, подобни на земните, но чрез използването на движение и две измервания (блипове), някои от ограниченията на масата са премахнати.

„Публиката на футболен мач не може да повлияе на резултата от мача просто като се взира напрегнато.“ Той казва Той тъпчеше. „Но в квантовата механика самият процес на наблюдение или измерване променя системата.“

Следващата стъпка е да опитате тази предложена настройка в действителен експеримент. Огледала в Обсерватория за гравитационни вълни с лазерен интерферометър (LIGO) в Съединените щати вече са предложени като подходящи кандидати за скрининг.

Тези огледала действат като единичен обект с тегло 10 килограма (22 паунда), стъпка над типичния размер на обекти, анализирани за квантови ефекти, който възлиза на около една квинтилионна от грама.

„Нашата схема има широки концептуални последици.“ Той казва Физикът Сугато Бозе от Калифорнийския университет. „Това може да разшири полето на квантовата механика и да изследва дали тази фундаментална теория за природата е валидна само на определени нива или е вярна и за по-големи маси.“

Изследването е публикувано в Писма за физически преглед.