Фото: University of Rochester
Установка утримує на льоту наночастинки алмазів за допомогою променя лазера
Вчені намагаються змусити алмаз перебувати одночасно в двох місцях.
Міжнародний колектив фізиків розробив установку, яка здатна утримувати на льоту наночастинки алмазів за допомогою променя лазера і при цьому змушувати їх світитися, що дозволить використовувати такі камені для створення своєрідного аналога знаменитого кота Шредінгера, йдеться в статті, опублікованій в журналі Nature Photonics.
"Ми показали, що ми можемо управляти станом електрона в атомі азоту всередині таких алмазів. Якщо ми зможемо повністю зупинити коливання самого алмазу, то це дозволить нам одночасно "тягнути" спін електрона вгору і вниз, що змусить алмаз перебувати відразу в двох місцях одночасно. Подібний цікавий феномен, який ми називаємо макроскопічної версією кота Шредінгера, вкрай цікавий для вивчення", - заявив Леві Нойкирх з університету Рочестера (США).
Вчені вперше створили магнітну "кротову нору"
Кіт Шредінгера є "учасником" уявного експерименту, який був запропонований австрійським фізиком Ервіном Шредінгером в 1935 році, в ході якого в закритий ящик поміщаються кіт і механізм, що відкриває ємність з отрутою при розпаді радіоактивного атома (який може статися або не статися). Відповідно до принципів квантової фізики кіт є одночасно і живим, і мертвим. Звідси бере свій початок термін "квантова заплутаність".
Нойкирх і його колеги дуже близько підійшли до здійснення подібного експерименту, експериментуючи з наноалмазами, усередині яких є незвичайний дефект - одиничне вкраплення у вигляді атома азоту. Сьогодні такі дорогоцінні камені широко використовуються в експериментах по створенню квантових комп'ютерів, оскільки спіном електронів в них досить легко оперувати.
Раніше фізики з Рочестера помітили, що подібні алмази можна змусити парити в повітрі за допомогою лазерного променя. Це було не зовсім те, що хотіли отримати вчені - вони намагалися відгородити наночастинку від будь-яких механічних взаємодій з навколишнім середовищем, у тому числі від зіткнень з молекулами повітря.
У новій порції експериментів група Нойкірхен змогла змусити створену ними "лазерну клітку" працювати в умовах вакууму і навчилася "гальмувати" коливання алмазу всередині неї до такої міри, що його рухами будуть управляти лише закони квантової фізики. Це робить можливим не тільки створення аналога кота Шредінгера, але й дає вченим можливість керувати станом квантових систем за допомогою механічного впливу на них.
Головною проблемою в цих експериментах було те, що алмази руйнувалися при попаданні в вакуум буквально через долі секунди після початку експерименту. Автори статті спробували вирішити її простим способом - вони "обернули" наночастинки в оболонку з кремнію, що, однак, не вберегло їх від випаровування.
Поки фізики не знають, як змусити дорогоцінні камінці не самознищуватися при попаданні в вакуум, проте вони впевнені, що їм вдасться впоратися з цим завданням в найближчі тижні і місяці, і створити першого "алмазного" і макроскопічного кота Шредінгера на Землі.
Раніше знаменитий британський учений Стівен Хокінг заявив, що з чорних дір можна вибиратися, але тоді ті, кому "пощастить", потраплять в інший всесвіт.
Мюонні детектори вказали на те, що у верхніх шарах атмосфери Землі постійно утворюються бозони Хіггса - частинки, відкриті експериментально тільки в 2012 році на Великому адронному колайдері.