Quanten auf der Mikrogramm-Skala

Quanten auf der Mikrogramm-Skala
Quanten auf der Mikrogrammskala - B. Schrinski et al. [eins]

10 in einem Experiment unter Verwendung eines akustischen Resonators.16 die Quantenüberlagerung des Atoms ist gezeigt; dies entspricht fast der Kapazität von Materie-Interferometern, um die Quantisierung auf makroskopischen Skalen zu testen.

Das makroskopische Universum wird von der klassischen Physik regiert, während die mikroskopische Welt von der Quantenphysik regiert wird. Irgendwo dazwischen gibt es eine Kraftübertragung, aber wie und in welchem ​​Umfang ist noch unbekannt. Die Quantenüberlagerung oder die gleichzeitige Besetzung zweier unterschiedlicher Zustände wiegt etwa 1 Mikrogramm.16 in einem kürzlich durchgeführten Experiment mit einem akustischen Resonator in einem Atomcluster demonstriert. Da die Ergebnisse die Grenzen der „Quantität“ in makroskopischen Objekten verschieben, könnten weitere Verfeinerungen es diesen Resonatoren ermöglichen, Quantentests mit Materieinterferometern zu übertreffen.

Um den Übergang von Quanten- zu Klassik besser zu verstehen, untersuchen Wissenschaftler die Größengrenzen von Systemen, die Superposition aufweisen. Der Standardtestaufbau ist ein Interferometer, das ein Interferenzsignal erzeugt, wenn sich eine Substanz in zwei unterschiedliche Pfade „aufteilt“. Moleküle mit 2000 Atomen halten die aktuelle Marke für Materieinterferometrie.

Ein akustischer Resonator, der sich gleichzeitig in zwei Schwingungsmoden befinden kann, ist ein weiteres Verfahren zur Beobachtung der Überlagerung. Forscher unter der Leitung von Matteo Fadel vom Eidgenössischen Institut untersuchten das Verhalten eines Saphirkristallresonators, der von einem supraleitenden Qubit in zwei verschiedenen Zuständen in Schwingung versetzt wurde.

Laut Fadel können wir die Anwendbarkeit der Quantenphysik in unserem System überprüfen, indem wir diese Überlagerung und ihre Verschwindungsrate beobachten.

Obwohl sich im Resonator viel mehr Atome befinden als in den Interferometrie-Testobjekten, trennt nur ein sehr kleiner (subatomarer) Abstand die Schwingungszustände. Der Resonator der Forscher hat eine Makroskopizität von 11, ihr Materie-Interferometer kann bis zu 14 gehen. Makroskopizität ist eine logarithmische Skala, die zur Bewertung von Quantentests verwendet wird. Fadel und Kollegen schlagen mehrere Änderungen in Resonatorexperimenten vor, beispielsweise die Schaffung harmonischerer und vibrierender Resonatoren bei niedrigeren Frequenzen.

Quelle: physical.aps.org/articles/v16/s45

📩 31/03/2023 11:44