Laservalguse sähvatused paljastavad välklambina suurte objektide kvantomadusi
Viini ülikooli juures tegutseva kvantteaduste ja -tehnoloogiate keskuse VCQ juhitud teadlaste koostöörühma tulemused ilmuvad ajakirja Proceedings of the National Academy of Sciences järgmises numbris.
Üks põnevamaid ja seni lahtiseid küsimusi füüsikas on, kui kaugele ulatuvad kvantmehaaniliste fenomenide mõjud meie igapäevases maailmas. Vastuse otsimise käigus õnnestus uurijail heita pilk kvantmaailma sisse täiesti uues massi- ja mastaabiastmikus. Tee eesmärgini on konarlik: mida suuremad on mass ja mõõtmed, seda keerulisem on tõelisi kvantomadusi tuvastada, vahendab Science Daily.
Uurimisrühm on välja pakkunud valgussähvatusi rakendava meetodi, mis võimaldab vaadelda suurte objektide kvantomadusi enneolematu eraldusteravuse juures. Meetod rajaneb asjaolul, et erinevalt klassikalistest (makroskoopilistest) objektidest käituvad kvantobjektid teistmoodi juhul, kui neid vaadeldakse. „Seniste lähenemiste juures seiratakse objekte pidevalt ning see pühib võimalikud kvantomadused pildilt — protsess, mis on mitmes mõttes sarnane kiiresti liikuvast objektist tehtud fotokujutise ähmastumisele,“ rääkis töö juhtiv autor Michael R. Vanner Viini komplekssete kvantsüsteemide doktorikraadiõppe-keskuse CoQuS juurest. „Lihtsustatult võib öelda, et sähvatused tarretavad liikumise ja annavad tulemuseks terava pildi kvantkäitumisest.“
Uue tööriista abil saavad uurijad piiluda kvantmaailmasse täiesti uutes massi- ja mõõtme-suurusjärkudes. Konkreetselt saab seda süsteemi rakendada juba toimuvate eksperimentide juures, mille raames üritatakse tekitada kvantnähtuseid mikromehaanilistes resonaatorites, s.t mehaaniliselt võnkuvates massiivsetes objektides. „Taolise käitumise dünaamikat analüüsides saab impulss-kvant-optomehaanika toel uurida, kas makroskoopilised mehaanilised objektid võiksid leida rakendust tuleviku kvanttehnoloogiates. Samuti aitab see heita valgust looduses pealtnäha valitsevale lõhele kvant- ja klassikalise füüsika valdkondade vahel.“
Pikem pildiallkiri: Impulss-kvant-optomehaanika võimaldab vahetult sondeerida kvantmehaanilisi protsesse, mis ilmnevad värelusena antud „Schrödingeri kassi olekus“ süsteemi keskosas (vasakpoolne joonis). Pideva vaatlemise tingimustes kvantomadused kaovad (parempoolne joonis). (Allikas: VCQ/Viini ülikool)