Фізики уточнили обмеження швидкості у квантовому світі
Навіть у світі найдрібніших частинок, що підкоряються власним законам, швидкість не може наростати нескінченно, пише 1NEWS з посиланням на 24tv.ua.
У ході експерименту команда фізиків довела це. Результат експерименту є дуже важливим, зокрема, для оптимізації роботи квантових комп’ютерів.
Андреа Альберті з Університету Бонна та її команда експериментально встановила, де саме лежать межі швидкості у квантовому світі. Вчені використовували для цього атом цезію і два лазерних промені ідеально накладені один на одного, але спрямовані у протилежні сторони.
Саме така інтерференція створює стоячу хвилю світла. Метою фізиків було доставити атом у місце призначення за найкоротшим маршрутом без втрат.
Факт наявності обмеження швидкості у мікросвіті вже був теоретично доведений 60 років тому. Тоді вчені продемонстрували, що максимальна швидкість квантового процесу залежить від невизначеності енергії, тобто того, наскільки вільна частка стосовно можливих енергетичних станів: чим більше у неї енергетичної свободи, тим вона швидша.Однак енергетичну свободу частинок не можна підвищувати довільно – це занадто енергозатратно.
Межа, яку встановили фізики 60 років тому є фундаментальною, однак досягти швидкості світла можна лише за певних умов, у системах тільки з двома квантовими станами. В даному випадку, це відбувається, коли вихідна точка знаходиться дуже близько до кінцевої. Тоді хвилі матерії атома в двох локаціях накладаються одна на одну, і атом може переміститися миттєво, без зупинок по дорозі.
Однак ситуація буде іншою, коли відстань збільшиться до декількох десятків від ширини хвиль матерії. Тоді пряма телепортація виявиться неможливою. Частка повинна буде пройти через кілька проміжних етапів – дворівнева система стає багаторівневою.
Експеримент показав, що до процесів, передбачених фізиками 60 років тому, може бути застосована більш низька межа обмеження по швидкості: вона визначається не тільки невизначеністю енергії, а й кількістю проміжних станів. Таким чином, робота вчених уточнює теоретичне розуміння комплексних квантових процесів і їх меж.
