Пары атомов впервые наблюдали в двух местах одновременно

Физики из Австралии впервые заставили пары атомов гелия находиться в двух местах одновременно. Это крупный прорыв, который поможет разгадать тайну взаимодействия квантовой механики и гравитации в масштабах Вселенной.

Физики из Австралийского национального университета впервые зафиксировали массивные атомы гелия в двух местах одновременно. Это достижение поможет связать квантовую механику и теорию гравитации, приблизив науку к созданию «теории всего». Статья об открытии опубликована в журнале Nature Communications.

В новой работе авторы описали успешный эксперимент по созданию квантовой суперпозиции для массивных частиц. Физики впервые заставили пары атомов гелия находиться в двух местах одновременно и быть полностью запутанными по импульсу.

От фотонов к массивным частицам

По словам доктора Шона Ходжмана, соавтора исследования, человеческому мозгу крайне сложно осознать факт нахождения одного объекта в двух отдаленных локациях сразу. Хотя этот феномен предсказывали физики-теоретики больше века назад, доказать его на практике оказалось невероятно сложной инженерной задачей. Ранее ученым удавалось успешно проводить подобные эксперименты только с фотонами — безмассовыми частицами света.

Использование в опытах именно атомов гелия выводит эксперимент на принципиально новый научный уровень. В отличие от частиц света, атомы обладают массой покоя. Это позволяет исследователям надежно удерживать их на одном месте, охлаждать до экстремально низких температур и напрямую манипулировать ими в гравитационных полях, что открывает путь к совершенно новым типам физических измерений.

Квантовые физики из Австралийского национального университета наблюдали запутанные в движении атомы

Источник: Australian National University

Загадка гравитации

Как отмечает ведущий автор работы Йогеш Сридхар Артрея, практическая демонстрация этого эффекта потребовала преодоления множества технических барьеров. Различные научные группы по всему миру пытались добиться подобного результата на протяжении последних десятилетий, но неизменно терпели неудачу из-за невероятной хрупкости квантовых состояний массивных объектов, которые разрушались от малейшего воздействия среды.

Успех австралийской команды открывает новые горизонты для всей современной науки. Этот эксперимент предоставляет физикам долгожданный инструмент для изучения одного из главных нерешенных вопросов: как законы квантовой механики, управляющие микромиром, взаимодействуют с гравитацией и общей теорией относительности на макроуровне. Возможно, именно изучение «раздвоенных» атомов станет ключом к созданию единой «теории всего».

Ранее Наука Mail рассказывала, что исследователи впервые реализовали логический квантовый процессор на базе кремния и запустили на нем первые логические операции.