Квантовый эксперимент. Ученые поместили крошечный кусок металла одновременно в двух местах
Международная группа физиков из университетов Вены и Дуйсбурга-Эссена установила новый рекорд, продемонстрировав квантовую природу объектов макроскопического масштаба.
В ходе эксперимента, результаты которого опубликованы в журнале Nature, ученым удалось перевести металлические наночастицы размером около 8 нанометров в состояние квантовой суперпозиции. Это означает, что фрагменты металла, которые состоят из более 170 000 атомных единиц массы, фактически находились в нескольких местах одновременно.
Для исследования использовались кластеры натрия, содержащие до 10 000 атомов. С помощью ультрафиолетовых лазерных решеток исследователи создали условия, при которых эти частицы вели себя не как твердые тела, а как волны. Квантовое состояние каждой частицы распространялось на область, которая в десятки раз превышала ее фактический физический размер. Хотя эксперимент длился всего одну сотую секунды, по уровню точности и макроскопичности он на порядок превзошел все предыдущие мировые достижения.
Кроме подтверждения фундаментальных законов квантовой механики, венский интерферометр продемонстрировал возможности сверхчувствительного датчика. Устройство способно фиксировать силы невероятно малого значения — на уровне десять в минус двадцать шестой степени.
В будущем это позволит измерять электрические и магнитные свойства изолированных наночастиц с беспрецедентной точностью, что открывает путь к созданию новых типов высокотехнологичных сенсоров.