تحطيم الرقم القياسي لأكبر جسم يمكن رؤيته على أنه موجة كمومية ScienceAlert

تحدد فيزياء الكم الجسيمات من حيث الموجات، وهو ما يعني فعليًا أن كل المادة موجودة في خليط من العديد من الحالات المحتملة في وقت واحد – المعروف باسم التراكب – قبل قياسها.

على الرغم من أنها أكثر وضوحًا على المقياس دون الذري للإلكترونات والفوتونات، إلا أن كل الأشياء، من الذرات إلى البشر إلى المجرات بأكملها وما وراءها، توجد في حالة تراكب. من الناحية النظرية على الأقل.

إن ملاحظة ذلك على نطاقات أكبر من أي وقت مضى يمثل تحديًا (إن لم يكن كذلك). يحتمل أن يكون مستحيلا).

في دراسة جديدة، أبلغ باحثون من جامعة فيينا في النمسا وجامعة دويسبورج-إيسن في ألمانيا عن أحد أكبر الأجسام التي تم رصدها في حالة التراكب. يبلغ قطر الجسيم حوالي 8 نانومتر، وبأكثر من 170 ألف وحدة كتلة ذرية، وكان أضخم من العديد من البروتينات.

تظهر تجربتهم أنه حتى جسيمات الصوديوم النانوية، التي تحتوي كل منها على آلاف الذرات الفردية، تتبع قواعد ميكانيكا الكم، على الرغم من حجمها الهائل نسبيًا.

“بشكل بديهي، يتوقع المرء أن تتصرف مثل هذه الكتلة الكبيرة من المعدن مثل الجسيم الكلاسيكي”. يقول المؤلف الرئيسي سيباستيان بيدالينو، طالب دراسات عليا في جامعة فيينا.

“حقيقة أنها لا تزال تتدخل تظهر أن ميكانيكا الكم صالحة حتى على هذا المقياس ولا تتطلب نماذج بديلة.”

أرسل الباحثون الجسيمات فائقة التبريد من خلال مقياس تداخل يضم سلسلة من شبكات الحيود الناتجة عن أشعة الليزر فوق البنفسجية.

وبعد أن قام حاجز أولي بتوجيه الجسيمات عبر مساحات صغيرة، تحركت للأمام في موجات يتراوح حجمها بين 10 و22 جزءًا من كوادريليون من المتر. وقد أدى ذلك إلى وضعهم في حالة تراكب للمسارات المحتملة عبر الجهاز، والتي يمكن للباحثين اكتشافها باستخدام شبكة أخرى في نهاية الخط.

تشير هذه النتيجة إلى أن مواقع الجسيمات ليست ثابتة خلال الجزء غير المرصود من رحلتها. الجسيمات معروضة تأثير “إلغاء التموضع” أكبر بعدة مرات من حجم أي جسيم فردي.

على المقاييس الأكبر، تصبح المادة عمومًا معقدة للغاية ومتشابكة مع البيئة بحيث لا يمكن تمييز التراكبات الفردية. المعروف باسم الكم فك الترابط، فإن هذا الانهيار من التراكب إلى موضع محدد قد يفسر سبب عدم ملاحظة ميكانيكا الكم في الأنظمة العيانية.

متعلق ب: اعترف العلماء للتو أنه لا أحد حصل حقًا على فيزياء الكم

ومع ذلك، لا يوجد حد محدد لحجم ميكانيكا الكم، وكما توضح الدراسة الجديدة، فإننا لسنا بعيدين عنها كما نعتقد.

كما اقترحت الأبحاث السابقة، ربما تكون الاحتمالات المختلفة التي يمثلها التراكب الكمي كلها صالحة على قدم المساواة – وبدلا من الانهيار في واقع واحد، بدلا من ذلك تتفرع إلى تشكيل الكون المتعدد من الاحتمالات.

ونشرت الدراسة فيطبيعة.