양자 물리학 덕분에 거대한 분자가 한 번에 두 곳에있을 수 있습니다.
과학자들이 오랫동안 알고있는 사실은 몇 가지 사실을 바탕으로 이론적으로 사실입니다. 우주의 모든 입자 또는 입자 그룹도 큰 입자, 박테리아, 심지어 인간, 행성 및 별까지도 물결입니다. 그리고 파도는 한 번에 공간의 여러 곳을 차지합니다. 따라서 어떤 물질 덩어리도 한 번에 두 곳을 차지할 수 있습니다. 물리학 자들은이 현상을 "양자 중첩"이라고하며 수십 년 동안 작은 입자를 사용하여이를 입증 해 왔습니다.
그러나 최근 물리학 자들은 실험을 확대하여 더 큰 입자와 더 큰 입자를 사용한 양자 중첩을 보여 주었다. 현재, Nature Physics 저널에 9 월 23 일자로 발간 된 논문에서, 국제 연구팀은 동시에 2 개의 장소를 차지하기 위해 최대 2,000 개의 원자로 구성된 분자를 일으켰습니다.
이를 해결하기 위해 연구원들은 양자 중첩을 처음으로 보여주는 일련의 유명한 오래된 실험의 복잡하고 현대화 된 버전을 구축했습니다.
연구원들은 두 개의 슬릿이있는 시트를 통해 발산되는 빛이 시트 뒤 벽에 간섭 패턴 또는 일련의 밝고 어두운 줄무늬를 만들 것이라는 사실을 오랫동안 알고있었습니다. 그러나 빛은 입자가 아닌 질량이없는 파로 이해되었으므로 놀라운 것은 아닙니다. 그러나 1920 년대의 일련의 유명한 실험에서 물리학 자들은 박막이나 결정을 통해 발생 된 전자가 비슷한 방식으로 작동하여 회절 물질 뒤의 벽에 빛과 같은 패턴을 형성한다는 것을 보여주었습니다.
전자가 단순히 입자 였기 때문에 한 번에 공간에서 한 지점 만 차지할 수 있다면, 필름이나 결정 뒤 벽에 대략 슬릿 모양 인 두 개의 스트립이 형성됩니다. 그러나 그 대신 전자는 복잡한 패턴으로 벽에 부딪쳐 전자가 자신을 방해했다는 것을 암시한다. 그것은 파도의 이야기입니다. 어떤 지점에서는 파도의 봉우리가 일치하여 더 밝은 영역을 만들고 다른 지점에서는 봉우리와 일치하므로 두 개가 서로 상쇄되어 어두운 영역을 만듭니다. 물리학 자들은 이미 전자가 질량을 가지고 있고 입자라는 것을 알고 있었기 때문에, 실험은 물질이 개별 입자와 파동으로 작용한다는 것을 보여주었습니다.
그러나 전자와의 간섭 패턴을 만드는 것이 한 가지입니다. 거대한 분자로 처리하는 것은 훨씬 까다 롭습니다. 더 큰 물체는 파장이 더 짧아서 거의 감지 할 수없는 간섭 패턴을 유발할 수 있기 때문에 더 큰 분자는 쉽게 감지되지 않는 파동을 갖습니다. 이 2,000 개의 원자 입자는 단일 수소 원자의 직경보다 작은 파장을 가지므로 간섭 패턴이 훨씬 덜 극적입니다.
연구진은 큰 문제에 대한 이중 슬릿 실험을 시작하기 위해 분자 빔을 발사 할 수있는 기계 ( "플루오로 알킬 술 파닐 사슬이 풍부한 올리고 테트라 페닐 포르피린"이라고 불리는 간단한 수소 원자 질량의 25,000 배 이상) )는 다수의 슬릿을 갖는 일련의 격자 및 시트를 통해 이루어진다. 빔의 길이는 약 2 미터입니다. 연구진은 빔 이미 터를 설계 할 때 중력과 지구의 회전과 같은 요소를 설명해야한다고 충분히 컸다. 또한 양자 물리학 실험을 위해 분자를 상당히 따뜻하게 유지했기 때문에 입자를 가열하는 열을 고려해야했습니다.
그러나 연구원들이 기계를 켰을 때 빔 맨 끝에있는 검출기가 간섭 패턴을 드러 냈습니다. 분자들은 공간에서 한 번에 여러 지점을 차지하고있었습니다.
연구진은 퀀텀 간섭이 감지 된 것보다 더 큰 규모로 입증되어 흥미로운 결과라고 밝혔다.
저자들은“차세대 물질파 실험은 질량을 몇 배나 증가시킬 것이다.
따라서 양자 간섭에 대한 더 큰 데모가 나오고 있지만, 곧 간섭계를 통해 자신을 해고 할 수는 없을 것입니다. (먼저, 기계의 진공 상태가 아마 당신을 죽일 것입니다.) 우리의 거대 존재들은 단지 한 곳에 앉아서 입자들이 모든 재미를보아야 할 것을 보게 될 것입니다.
