Огледало накара атоми да се движат в различни страни едновременно

Физици намериха прост начин да преместят атоми в суперпозиция в две състояния – учените се научиха да правят това с обикновено огледало. Работата им е публикувана в сп. Nature Physics, а накратко за нея може да се прочете в портала Physics World.

Всички обекти от квантовия свят пребивават в състояние на суперпозиция множество състояния – с други думи, квантовият обект например не се намира в определено място, а пребивава в няколко места едновременно. Учените могат само да предполагат местоположението на обекта на едно или друго място. При измерване на състоянието на квантовите обекти физиците получават конкретно значение, но това е "неестествен" процес за квантовите обекти – при това говори за редукция на състоянието или колапс на вълновата функция.

Доказателство за такива необичайни свойства на обектите от квантовия свят може да бъде прост експеримент с решетка, в която има два отвора: дори един електрон или фотон, преминаващ през такава решетка, дава интерферентна картина. Интерференцията е оптичен ефект, възникващ при налагането на няколко светлинни вълни, съответно в опита с решетката една елементарна частица едновременно преминава през двата отвора.

Авторите на новото изследване предложили друг начин за нагледно получаване на суперпозиция за атомите. Учените поставили атомите до огледало и ги възбуждали с лазер. След известно време атомите се връщали в основното състояние, като се излъчвал фотон. При "откъсване" на фотона атомът получавал неголям импулс, насочен в противоположна по отношение на движението на фотона страна. Съответно информацията за движението на фотона давала информация за движението на атома.

Тъй като атомите са били твърде близо до огледалната повърхност, много фотони, пуснати в посока към огледалото, се отразявали от него и започвали да се движат в противоположна посока. Невъзможно е да се различат фотоните, пуснати първоначално в направление към огледалото, и тези, които променяли посоката на движението, отразявайки се от повърхността. Съответно е невъзможно и да се определи посоката на движение на атомите и тя се представя като суперпозиция на движението към и от огледалото.

Ценността на работата според учените се заключава в това, че суперпозицията в две посоки на движения на атомите се създава по много прост начин – обикновено за реализацията на подобни задачи е необходимо например да се поставят атомите във външно поле. Необходимост да се поставят квантови обекти в състояние на суперпозиция по определени параметри има например при създаването на квантови компютри, пише Lenta.ru.