Efek Zeno dikonfirmasi: atom tidak bergerak, jika Anda melihatnya


Mahasiswa pascasarjana Universitas Cornell Yogesh Patil dan Srivatsan Chakram dan profesor fisika Mukund Wengelatore di Ultracold Lab

Salah satu prediksi paling aneh dari teori kuantum - bahwa sistem tidak dapat berubah saat Anda mengamatinya - dikonfirmasi oleh sebuah eksperimen di Cornell University (AS). Pekerjaan ini membuka pintu ke cara-cara baru yang fundamental untuk mengendalikan dan mengendalikan keadaan kuantum atom dan dapat mengarah pada penciptaan sensor baru.

Percobaan dilakukan di Ultracold Lab, sebuah kelompok yang dipimpin oleh profesor fisika Mukund Vengalattore, yang mendirikan program pertama universitas untuk mempelajari sifat-sifat bahan yang didinginkan hingga 0,000000001 ºK. Hasilnya diterbitkan pada 2 Oktober 2015 di jurnal Physical Review Letters.

Mahasiswa pascasarjana Yogesh Patil dan Srivatsan Chakram menciptakan dan mendinginkan awan sekitar satu miliar atom rubidium di dalam ruang hampa udara di antara sinar laser yang berpotongan. Dalam keadaan ini, atom berbaris dalam kisi yang tertata, seperti kristal padat. Pada saat yang sama, efek tunneling memanifestasikan dirinya pada suhu ultralow ketika atom berpindah dari satu tempat ke tempat lain dalam kisi. Prinsip ketidakpastian terkenal Heisenberg mengatakan bahwa posisi dan kecepatan suatu partikel terkait dan tidak dapat diukur secara akurat pada saat yang sama. Temperatur adalah ukuran kecepatan partikel. Di bawah kondisi ekstrim, mendekati nol mutlak, kecepatan partikel minimal, sehingga mereka memiliki berbagai lokasi: jika Anda melihatnya, maka atom dapat berada di satu tempat kisi atau di tempat lain.

Para peneliti telah membuktikan bahwa mereka dapat menekan tunneling kuantum dengan sering mengamati atom . Efek kuantum Zeno yang disebut , dinamai setelah filsuf Yunani, pertama kali diprediksi pada tahun 1954 oleh Alan Turing, pada tahun 1978, fisikawan Amerika Baydyanat Mizra dan George Sudarshan menggambarkan efeknya, menyebutnya sebagai pemikir Yunani kuno Zeno dari Elea. Nama efeknya kembali ke aporia penerbangan panah Zeno .

Panah terbang tidak bergerak, karena pada setiap saat ia menempati posisi yang sama, yaitu, ia diam; karena ia bertumpu pada setiap saat, ia bertumpu pada semua saat, yaitu, tidak ada saat di mana panah membuat gerakan.

Fenomena aneh seperti itu diamati di dunia kuantum. Pada prinsipnya, sistem kuantum dapat "dibekukan" dengan pengamatan terus menerus yang sering diulang.

Eksperimen sebelumnya membuktikan adanya efek Zeno dalam putaran partikel subatomik, dan ini adalah demonstrasi pertama efek pada level atom.

Profesor Wengelatore menjelaskan bahwa selama percobaan mereka memiliki kontrol yang sangat baik terhadap kisi atom sehingga mereka tidak hanya dapat membekukan keadaannya, tetapi juga "menyesuaikan" kerjanya dengan mengubah parameter untuk mengamati atom. Pengaturan ini memungkinkan Anda untuk menyebabkan efek "klasisisme baru" ketika atom mulai berperilaku sesuai dengan ide-ide fisika klasik. Semua efek kuantum menghilang.





Atom diamati di bawah mikroskop laser dari desain aslinya., yang menyebabkan atom berfluoresensi untuk memudahkan pengamatan. Dengan tidak adanya penerangan, atom-atom menerjang bebas, dan segera setelah laser dinyalakan, tunneling berkurang tajam. "Ini memberikan kontrol yang belum pernah terjadi sebelumnya atas sistem kuantum, bahkan mungkin atas atom individu," kata Yogesh Patil, salah satu penulis karya ilmiah. Atom dalam keadaan ini sangat sensitif terhadap pengaruh eksternal, yang dapat digunakan, misalnya, untuk mengembangkan generasi baru sensor hipersensitif.

Source: https://habr.com/ru/post/id385831/


All Articles