Новости

Квантовый аналог маятника Ньютона позволил ученым изучить изменения хаоса, творящегося в квантовом мире

Маятник Ньютона

Порой для того, чтобы постигнуть самые сложные вещи, требуется приступить с самого простого. И новый эксперимент, проведенный учеными из Стэнфордского университета, будто раз и стал этим «самым простым», ученые создали квантовый аналог маятника Ньютона (колыбели Ньютона), ряда тщательно уравновешенным металлических шаров, которые могут раскачиваться очень длительное время, стукаясь товарищ об друга и передавая свою кинетическую энергию таким образом. И этот квантовый маятник Ньютона позволил ученым изучить квантовую систему и приоткрыть отдельный тайны таинственного квантового мира.

Квантовый аналог маятника Ньютона использовался для изучения явления квантовой термализации (thermalisation), процесса, в котором хаотическое движение квантовых частиц приводит в конечном счете к состоянию теплового равновесия. В обычном мире нам это явление неплохо известно, когда мы добавляем в горячий кофе холодное молоко или сливки. За счет хаотического теплового движения молекул воды и других частиц вся жидкость чрез короткое время становится одной температуры.

В квантовом аналоге маятника Ньютона не было никаких квантов, свисающих на нитях квантовой запутанности. Исследователи взяли группу атомов и охладили их к температуре, близкой к температуре абсолютного нуля. А затем этим атомам был выдан «пинок» при помощи сфокусированного луча лазерного света. Подобная реализация маятника Ньютона является уже вдали не новой, но в данном случае ученые использовали атомы, обладающие сильными магнитными свойствами, что позволило им более точно измерить воздействие одного атома на соседние.

Рекомендуем почитать :  Марсоход Curiosity обнаружил в образцах почвы древние органические молекулы

Эксперимент показал, что процесс достижения теплового баланса разбит на два отдельных этапа, и это позволило ученым выдвинуть новую гипотезу о том, что же происходит на самом деле на квантовом уровне. Полученные экспериментальным путем результаты были подтверждены результатами компьютерного моделирования, отличие между двумя наборами данных оказались совершенно незначительными.

«Это означает, что у нас появится довольно простая обобщенная теория, описывающая процесс термализации квантовых систем» — рассказывает Бенджамин Лев (Benjamin Lev), ведущий исследователь, — «Красивость этой теории заключается в том, что ее можно использовать по отношению ко всем системам».

То, что сделали Стэнфордские ученые, в большей степени сейчас имеет касательство к фундаментальной и теоретической физике. Однако, если люд собираются в ближайшем будущем создать реальные квантовые компьютеры, датчики и другие устройства, лишь подобные эксперименты и исследования смогут вывести их на качественно новоиспеченный уровень.

DailyTechInfo — Новости науки и технологий, новинки техники.

Добавить комментарий