Квантовый мир и классический мир становятся более трудными и более твердыми различать. В работе, опубликованной на этой неделе, физики показывают, что существует плавный переход между диковинным поведением, типичным для очень маленького и обычным поведением больших объектов, таких как клетки и бейсболы и люди.
Квантовый мир и повседневный мир кажутся очень отличающимися. Маленький механический квантом объект, такой как атом или фотон может сделать несколько на вид противоречащих вещей одновременно (возьмите и левый путь и правильный путь в разделителе луча, быть поляризованными и горизонтально и вертикально и быть «вращением» и «вращением вниз»), тогда как знакомые макроскопические объекты всегда являются одной вещью или другим (живой или мертвый, на левой стороне барьера или права, склонного или лежащего на спине). Это была физическая и философская проблема для выяснения то, что составляет это различие в поведении.
В проблеме этой недели Природы Антон Цайлингер и его коллеги в университете Инсбрука, Австрия, описывают умный эксперимент, использовавший объекты среднего размера – подобные клетке углеродные молекулы, известные как buckminsterfullerenes – для исследования границы, где квантовые хвосты поведения и классическое поведение вступают во владение. Исследователи взяли молекулы C70 (buckminsterfullerenes с 70 углеродом, огромный по квантовым стандартам), нагрели их с лазерным лучом и стреляли в них через ряд трений, по существу вынудивших каждую молекулу выбрать среди нескольких путей. Согласно одной ведущей теории, поведение объектов должно измениться от кванта до классического, поскольку молекулы нагреваются – энергичные молекулы излучили бы энергию, разрушающую их тонкий многократный путь сразу суперположение.
Путем настройки энергии лазера бригада могла сделать молекулы C70 столь же горячими как 3000 kelvin или столь же «холодный» как простые 1000 kelvin. Конечно же, горячие молекулы вели себя как классические объекты, беря один путь за один раз, и холодные молекулы вели себя как квантовые объекты, беря несколько путей сразу, как теоретики ожидали.
«Я люблю его. Это является превосходным и большим», говорит Войцех Зурек, физик в Лос-Аламосе Национальная Лаборатория в Нью-Мексико. Инсбрукская группа надеется раздвинуть границы между квантом и классический еще далее, но мечта о получении очень больших объектов действовать как квантовые существа все еще далеко, говорит Маркус Арндт, Инсбрукский физик и соавтор бумаги.