A kvantummechanika, amely a fizika legtitokzatosabb és kevésbé tanulmányozott ágazata, többször is meghökkent tudósokat új és új tulajdonságaival, amelyek nem egyeznek jól a hagyományos makroszkopikus világgal. Ahol pontosan a határ van a kvantum világok között, továbbra is megoldatlan rejtély marad. Ugyanakkor a közelmúltbeli kísérletükben a fizikusoknak végül sikerült kissé kinyitniuk a titoktartás fátylat, és megmutatták, hogy akár hatalmas molekulák is létezhetnek egyszerre két helyen.
VALÓ A TELEPORTÁLÁS?
A vita arról, hogy lehetséges lesz-e egy nap egy személyt azonnal egy nagyobb vagy kevésbé jelentős távolságra helyezni, ez idáig elmúlik. Az új felfedezés, amely azt mutatja, hogy nem csak az atomok, hanem a viszonylag nagy molekulák is képesek egyszerre két helyen lenni, egy lépéssel közelebb hozza az emberiség régi álmához - nagy távolságok meghódításához egy másodperc alatt. Egy egyedülálló felfedezés történt egy kissé korszerűsített kettős résű kísérlet alkalmazásával, amelyet a fizikában gyakran használnak a fény fotonjainak tulajdonságainak tanulmányozására. Köszönet neki, hogy a tudósok egy időben képesek voltak a fény kettősségének fogalmára jutni, amely ugyanakkor részecskeként és hullámként viselkedik.
A kettős résű kísérlet a gyakorlatban meglehetősen egyszerű. Először is ellenőriznie kell, hogy a fényforrás a felület felé irányul-e, amelyben két nyílás van bevágva. A megadott felület mögött el kell helyeznie egy másik felületet, amelyre a fény kivetül. Ha a fény csak egyszerű részecskékből áll, akkor a hátsó felület mintája csak a rések alakjában és méretében jelenik meg. A kettős résű kísérlet azonban egyedülálló, hogy a fényhullámok váratlanul egymástól kezdve visszapattannak, mint például a víz hullámai, és egyfajta tigrismintát hoznak létre a felületen.
A legfurcsább a kísérletnél, hogy még akkor is, ha a kísérletet külön fényrészecskékkel hajtják végre, ugyanaz a csíkos minta jelenik meg. Valahogy úgy tűnik, hogy ezek a fotonok nem csak egy utat haladnak el, mint amire számíthatnánk, hanem keresztezik egymást és keverednek egymással.
A fizikában ezt a jelenséget kvantum-szuperpozíciónak nevezik, amelyet legjobban Schrödinger macska illusztrál. Ebben a gondolatkísérletben a dobozban elrejtett macska sem élő, sem halott, hanem két állapotban létezik egyszerre. Abban a pillanatban, amikor a megfigyelő kinyitja a dobozt, a szuperpozíció egyik vagy másik állapotba összeomlik. Ami még inkább szokatlan, az a tény, hogy ha az érzékelőket a résekbe felszerelnék a fény által megtett távolságmérő eszközként, a csíkos minták azonnal eltűnnek. Az eredmény homályossága csak a mérés után válik világossá.
Promóciós videó:
Ugyanakkor a szuperpozíció jelensége nyilvánvalóan csak a kvantummezőben alkalmazható, mert mivel a tárgyak nagyobbra válnak, a fény kettőssége szinte teljesen eltűnik a makroszkopikus világban. Ha igen, van-e korlátozás annak a tárgynak a méretére, amely probléma nélkül egyszerre két helyen lehet? A kérdés megválaszolására a bécsi és a bázeli egyetem tudósai kettős résen végzett kísérletet végeztek a fizika története során vizsgált legnagyobb molekulákkal.
Az előző feljegyzés több mint 800 atomot tartalmazó molekulákat tartalmazott, de a kutatócsoportnak sikerült 2000 atomra kibővítenie. A molekulák kvantum-szuperpozícióban léteztek, és hasonló eredményt mutattak a kvantum-kettősségben. Egy ilyen eredmény közelebb tolja a mikroszkopikus szélét a makróvilághoz, miközben szinte teljes mértékben elhomályosítja a köztük lévő vonalakat.