O aglomerare microscopică de sodiu a devenit cel mai mare obiect observat vreodată ca undă, îmbunătățind înregistrările anterioare cu mii de atomi.
Fizica cuantică definește particulele în termeni de unde, ceea ce înseamnă, practic, că toată materia există într-o superpoziție de mai multe stări posibile simultan – înainte de a fi măsurată.
Deși cel mai evident la scara subatomică a electronilor și fotonilor, toate lucrurile, de la atomi la oameni, galaxii întregi și nu numai, există în superpoziții. Cel puțin în teorie. Observarea acestui lucru la scări din ce în ce mai mari este o provocare (dacă nu chiar potențial imposibilă).
Într-un nou studiu, cercetătorii de la Universitatea din Viena, Austria, și de la Universitatea din Duisburg-Essen, Germania, au anunțat unul dintre cele mai mari obiecte observate în superpoziție.
Particula măsura aproximativ 8 nanometri în diametru și, cu o masă de peste 170.000 de unități de masă atomică, era mai masivă decât multe proteine.
Clusterele de sodiu s-au comportat ca particule cuantice la aproximativ 200.000 de unități de masă atomică, o dimensiune și o masă comparabile cu cele ale proteinelor mari și ale virusurilor mici. Credit: Pedalino și colab., Nature, 2026
Experimentul arată că până și nanoparticulele de sodiu, fiecare cu mii de atomi individuali, respectă regulile mecanicii cuantice, în ciuda dimensiunilor lor relativ enorme.
„Intuitiv, ne-am aștepta ca o bucată atât de mare de metal să se comporte ca o particulă clasică.
Faptul că încă interferă arată că mecanica cuantică este validă chiar și la această scară și nu necesită modele alternative”, spune autorul principal Sebastian Pedalino de la Universitatea din Viena.
Cercetătorii au trimis particulele super-răcite printr-un interferometru care prezenta o serie de rețele de difracție generate de lasere ultraviolete.
După ce o rețea inițială a forțat particulele să treaca prin spații mici, acestea s-au deplasat mai departe sub formă de unde. Acest lucru le-a adus într-o suprapunere de posibile căi prin dispozitiv, pe care cercetătorii le-au putut detecta cu o altă rețea la capătul liniei.
Această constatare sugerează că pozițiile particulelor nu sunt fixe în timpul porțiunii neobservate a călătoriei lor. Particulele au prezentat un efect de „delocalizare” de multe ori mai mare decât dimensiunea oricărei particule individuale.
La scară mai mare, materia devine, în general, prea complexă și prea „încâlcită” cu mediul înconjurător pentru ca suprapozițiile individuale să fie distincte. Cunoscută sub numele de decoerență cuantică, această trecere de la o suprapoziție la o poziție definibilă ar putea explica de ce nu observăm mecanica cuantică în sistemele macroscopice.
Totuși, nu există o limită definită de mărime pentru mecanica cuantică și, așa cum ilustrează noul studiu, nu suntem atât de departe de ea pe cât am putea crede.
Toate obiectele pot avea o stare cuantică. Credit:Robert Clark / pexels.com
Așa cum au sugerat cercetările anterioare, este posibil ca diferitele posibilități reprezentate de suprapunerea cuantică să fie toate la fel de valide – și, în loc să se combine într-o singură realitate, ele se ramifică pentru a forma un multivers de posibilități.
Studiul a fost publicat în revista Nature.
Traducere dupa Record Smashed For Largest Object to Be Seen as a Quantum Wave
Comentariu Facebook