Cercetătorii pot calcula cât de ”cuantic” este un obiect studiat

 Descoperirea poate duce la o serie de instrumente științifice mult mai precise.

Înțelegerea modului în care funcționează lumea din jurul nostru depinde de legile absurde ale particulelor subatomice sau de ecuațiile deterministe care guvernează obiecte mai mari. Acum, pentru prima dată, fizicienii au găsit o modalitate de a defini matematic gradul de „cuantitate” pe care îl prezintă orice obiect studiat, fie el particule, atomi, molecule sau chiar o planetă. Rezultatul sugerează o modalitate de a măsura determinismul legilor cuantice asupra unui obiect, notează Live Science.

Pe lângă o mai bună înțelegere a Universului, studiul ar putea avea și aplicații în tehnologiile cuantice, cum ar fi detectoarele de unde gravitaționale și dispozitivele de măsurare ultra-precise.

Legile care guvernează existența subatomică

În inima subatomică a realității se aplică legile bizare ale mecanicii cuantice. Conform acestor reguli, mici particule subatomice, cum ar fi electronii, pot fi împerecheate în suprapuneri ciudate de stări, ceea ce înseamnă că un electron poate exista în mai multe stări simultan, și pozițiile lor în jurul unui atom și chiar momentele lor nu sunt stabilite până când nu sunt observate. Aceste particule au chiar capacitatea de a trece prin bariere aparent insurmontabile.

Obiectele clasice, pe de altă parte, respectă regulile normale de zi cu zi ale experienței noastre. Bilele de biliard se lovesc reciproc, ghiulele zboară de-a lungul arcurilor parabolice, iar planetele se învârt în jurul orbitelor lor conform ecuațiilor fizice bine cunoscute.

Însă „conform mecanicii cuantice, totul este domeniul mecanicii cuantice”, a declarat Aaron Goldberg, fizician la Universitatea din Toronto din Canada și autor principal al noii lucrări. „Doar pentru că nu vezi aceste lucruri ciudate în fiecare zi nu înseamnă că nu sunt acolo”.

Goldberg explică faptul că obiectele clasice, cum ar fi bilele de biliard, sunt sisteme cuantice în secret, deci există o probabilitate infinit de mică că, să zicem, să tuneleze prin partea laterală a unei mese de biliard. Acest lucru sugerează că există un continuum, cu „clasicitate” la un capăt și „cuantitate” la celălalt.

Un efort complex

Încercările anterioare de stabilire poziției unui obiect pe această axă au privit întotdeauna sisteme cuantice specifice, precum cele care conțin particule de lumină, astfel încât rezultatele nu ar putea fi neapărat aplicate altor sisteme care includeau particule diferite, cum ar fi atomii. Goldberg,alături de colegii săi, a căutat în schimb un mod generalizat de definire a extremelor în stările cuantice.

„Putem aplica acest lucru oricărui sistem cuantic – atomi, molecule, lumină sau chiar combinații ale acestor lucruri – folosind aceleași principii directoare”, a spus Goldberg.

Goldberg a spus că aplicațiile cele mai ușor de evidențiat ar trebui să provină din metrologia cuantică, unde inginerii încearcă să măsoare constantele fizice și alte proprietăți cu o precizie extremă. Detectoarele de unde gravitaționale, de exemplu, trebuie să fie capabile să măsoare distanța dintre două oglinzi până la dimensiunea mai mare de 1/10.000 a unui nucleu atomic. Folosind principiile echipei, fizicienii ar putea fi capabili să-și îmbunătățească instrumentele cu aceste descoperiri.

Citește și:

Fizicienii au obținut prima inseparabilitate cuantică care poate fi observată fără microscop

Cercetătorii finlandezi au făcut un pas important pentru dezvoltarea computerelor cuantice

Cercetătorii au creat un sistem cuantic care poate să fie operațional pentru perioade îndelungate

Cercetătorii au construit ”atomi giganți” care pot îmbunătăți computerele cuantice