С ветът на квантовата механика изобилства от необичайни явления и процеси, за които сякаш липсва логично обяснение. Поредното доказателство за това дойде съвсем наскоро, когато международен екип учени успя да докаже съществуването на ефекта на квантовия бумеранг.

Съществуват ли паралелни светове и как изглеждат?

Проведеният експеримент разкрил, че след като бъдат „подбутнати“, някои елементарни частици се завръщат в своите първоначални позиции.

Каква е причината за това? И при какви условия може да бъде наблюдаван този ефект?

Необходимите дефекти

За да бъде наблюдаван ефектът на квантовия бумеранг, трябва да бъде изпълнено едно важно условие - частиците да са в среда, която има много дефекти. Става въпрос за неща като липсващи атоми или такива, които не са правилно подредени. През 1958 г. физикът Филип Андерсън открил, че ако дадена материя е достатъчно дефектна, то електроните стават локализирани – т.е. са неспособни да се отдалечат твърде много от своята първоначална позиция. По този начин те пречат на материята, в която се намират, да провежда електричество, превръщайки това, което би могло да бъде метал, в изолатор. Въпросната локализация е необходимо условие, за да бъде наблюдаван ефектът на бумеранга. За своето откритие Андерсън получил Нобелова награда за физика през 1977 г.

Квантов парадокс може да промени представата ни за реалността, в която живеем

За да разбере какво точно се случва с квантовите частици, физикът Дейвид Уелд от Калифорнийския университет в Санта Барбара си представя как се смалява и попада в среда, изобилстваща от дефекти. „Ако взема в ръцете си един електрон и се опитам да го хвърля в някаква посока, той не просто ще се върне при мен, но и ще спре“, обяснява Уелд. По тази причина, отбелязва още той, електронът „ще се държи по-скоро като куче, отколкото като бумеранг“.

Все пак бумерангът ще профучи покрай вас, ако не го хванете, докато куче, на което сте хвърлили пръчка, ще я донесе и ще застане до краката ви, очаквайки да продължите така забавната за него игра, добавя ученият.

Инерционен бумеранг

Уелд и неговите колеги демонстрирали нагледно какво представлява ефектът на бумеранга, охлаждайки до много ниска температура 100 000 литиеви атоми. Те са значително по-лесни за проследяване от други, по-малки частици. Използвайки квантовата връзка между мястото и импулса (става въпрос за т. нар. принцип на неопределеността, формулиран от Вернер Хайзенберг.

Той доказал, че е невъзможно да се определи едновременно положението и скоростта на един електрон), учените се фокусирали върху възстановяването на движението, а не позицията на частиците. Изследваните атоми първоначално били неподвижни, но след като били „атакувани“ със серии от 25 лазерни импулса, за да им се придаде инерция, повечето от тях се премествали и връщали в първоначалните си позиции. Учените определят това явление като „инерционен бумеранг“.

Експертите също така установили какво е необходимо, за да бъде отстранен ефектът на бумеранга. Те обърнали внимание на един важен детайл - за съществуването му е необходимо наличието на т. нар. Т-симетрия (очакваната симетрия на физическите закони, независимо от това дали времето тече напред или назад).

Това означава, че частиците на практика ще се държат еднакво, независимо в каква посока се движи времето. Ако, обаче, моделът, по който се оказва влияние върху частиците, бъде неправилен, т.е. ако времето между отделните лазерни импулси се променя, то симетрията се нарушава и ефектът на бумеранга изчезва.

Вълни или частици?

„Това, което наблюдавахме, ме зарадва изключително много“, отбеляза теоретичният физик Патриция Виньоло, която е един от авторите на изследването. „Крайният резултат напълно отговаряше на нашите предварителни изчисления“, подчерта още тя. Въпреки че Филип Андерсън направил своето откритие за локализираните електрони преди повече от 60 години, ефектът на квантовия бумеранг е нещо, за което се говори от сравнително скоро. „В интерес на истината, допреди няколко години никой дори и не си помисляше да работи в тази насока. Все пак въпросният ефект е изцяло квантов и няма еквивалент в класическата физика“, смята физикът Доминик Деланд от лабораторията „Кастлер Бросел“ в Париж.

Ефектът на бумеранга също така е пряко свързан с една от основните концепции в квантовата механика – тази, според която частица може да бъде описана и като вълна. Въпросната концепция изразява неспособността на класическите понятия „частица“ и „вълна“ да обяснят напълно поведението на обекти в квантов мащаб. Както отбелязва Алберт Айнщайн: „Изправени сме пред нов вид трудности. Имаме две противоречиви картини на реалността: отделно нито едната от тях не обяснява напълно някои явления, но заедно го правят“.

Благодарение на работата на видни учени като Айнщайн, Нилс Бор, Макс Планк и Ервин Шрьодингер, съвременната квантова теория гласи, че всички частици проявяват вълнообразна природа и обратно. Това явление е проверено не само за елементарните частици, но и за такива, които са в състава на атоми или молекули. В същото време, обаче, вълновите свойства на макроскопичните частици не могат да бъдат наблюдавани заради изключително късите им дължини. Друга важна подробност е, че когато две вълни се срещнат, те взаимодействат помежду си по много сложен начин. Наблюденията на учените показват, че начинът, по който те се комбинират, може да оптимизира траекторията, по която дадена частица се завръща към своята първоначална позиция, като освен това се „елиминират“ всички останали пътища, водещи в други посоки.

Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
ЕС с "план Б", ако Тръмп се откаже от преговорите за Украйна

ЕС с "план Б", ако Тръмп се откаже от преговорите за Украйна

Свят Преди 6 часа

Това заяви върховният представител на ЕС по външната политика Кая Калас

Мария Габриел не е избрана за зам.-председател на ЕНП

Мария Габриел не е избрана за зам.-председател на ЕНП

Свят Преди 6 часа

ЕНП съобщи десетте си заместник-председатели

Вътрешният министър разпореди мерки за BG-ALERT

Вътрешният министър разпореди мерки за BG-ALERT

България Преди 10 часа

Дирекция „Инспекторат“ започна проверка на системата

Русев: Отклонение в работата на една от системите на F-16

Русев: Отклонение в работата на една от системите на F-16

България Преди 10 часа

Русев: Проблемът ще бъде отстранен

Хобито ти иска сцена – дай му я ТУК и СЕГА!

Хобито ти иска сцена – дай му я ТУК и СЕГА!

Любопитно Преди 12 часа

Защото „един ден“ е удобно извинение. А днес е възможност.

Израел поиска помощ от България за пожара край Йерусалим

Израел поиска помощ от България за пожара край Йерусалим

Свят Преди 12 часа

Селищата, разположени на около 30 км западно от Йерусалим, бяха евакуирани

Кралска буря: Уилям планира да лиши Меган от титлата „Нейно Височество“

Кралска буря: Уилям планира да лиши Меган от титлата „Нейно Височество“

Любопитно Преди 13 часа

„Чарлз може и да е склонен да търпи това, но Уилям няма да го направи“, заяви източник от кралското семейство

Грандиозен Концерт на Богдана Карадочева, Стефан Димитров и приятели на 4-ти Юни в Зала "България"

Грандиозен Концерт на Богдана Карадочева, Стефан Димитров и приятели на 4-ти Юни в Зала "България"

Любопитно Преди 13 часа

Тони Димитрова, Йорданка Христова, Мими Николова, Михаил Белчев, Сандра Александрова и Артур Надосян, актьорът Владимир Пенев и още любими български изпълнители ще са на една сцена със Стефан и Богдана

Мъж нахлу в училище и наби дете в Семчиново

Мъж нахлу в училище и наби дете в Семчиново

България Преди 13 часа

Причината най-вероятно е свада между пострадалото дете и сина на нападателя

Моди даде разрешение за удар по Пакистан

Моди даде разрешение за удар по Пакистан

Свят Преди 13 часа

Светът е на прага на война между ядрени сили

„Избрах те, защото никога не съм чувал за теб“: Тръмп унижи журналист в ефир

„Избрах те, защото никога не съм чувал за теб“: Тръмп унижи журналист в ефир

Свят Преди 13 часа

Главнокомандващият постави старшия национален кореспондент на мястото му по време на напрегнат разговор

Бутат хотел на Румен Гайтански – Вълка до  язовир "Искър"

Бутат хотел на Румен Гайтански – Вълка до язовир "Искър"

България Преди 14 часа

Столична община ще претендира за средствата за разрушаването по съдебен ред

Украйна е готова да подпише сделката със САЩ днес

Украйна е готова да подпише сделката със САЩ днес

Свят Преди 14 часа

Споразумението изключва всякакви разпоредби, свързани с дълга на Украйна за предишна военна или финансова помощ от САЩ

Коя беше Виктория Рощина - украинската журналистка, загинала след мъчения в руски затвор

Коя беше Виктория Рощина - украинската журналистка, загинала след мъчения в руски затвор

Свят Преди 14 часа

Журналистката Виктория Рощина е заловена през лятото на 2023 г. близо до Запорожката атомна електроцентрала

На финала сме за картовите разплащания в евро

На финала сме за картовите разплащания в евро

България Преди 14 часа

В евро вече са 25 на сто от депозитите на домакинствата и 32 на сто от тези на фирмите

<p>Май започва със студено време&nbsp;🥶</p>

Май започва със студено време 🥶

България Преди 14 часа

От 2 до 33 градуса ще са температурите през месец май