Чеширский кот живет в микромире

В сказке ЛьюисаКэрролла ухмылка Чеширского кота существовала раздельно от самого кота. Оказалось, что и магнитное поле нейтрона может путешествовать раздельно от самого нейтрона.

Сначала собственного существования квантовая теория подарила миру целый букет необъяснимых и поражающих воображение явлений, таких как корпускулярно-волновой дуализм, кот Шредингера и квантовая нелокальность. Сейчас физики доказали существование еще одного  парадоксального явления квантовой механики, которое они назвали: квантовым Чеширским котом.

Сущность его содержится в том, что квантовая совокупность в определенных условиях может вести себя так, как словно бы их свойства и частицы пространственно поделены. Иначе говоря в квантовом мире вероятно неосуществимое – объект возможно отделен от своих особенностей. Наименование явления навеяно известной книгой Льюиса Кэрролла «Приключения Алисы в стране чудес», где Алиса встречает Чеширского кота, что исчезает, оставляя по окончании себя одну лишь ухмылку.
В работе интернациональной команды физиков, опубликованной 29 июля 2014 в издании Nature Communications,  было предложено применять не сильный измерения для изучения «Чеширского кота» на примере нейтронов. В опыте с применением нейтронного интерферометра производилось разделение пучка нейтронов на два пучка, идущих различными дорогами, и выполнялись не сильный измерения расположения частиц и их магнитного момента (поясницы).

Результаты экспериментов говорят о том, что совокупность ведет себя так, как если бы нейтроны проходят по одному пути, тогда как их магнитный момент путешествует По другому пути. Так, коты-нейтроны находятся в другом месте, чем их ухмылки-поясницы.
Идею не сильный измерения внес предложение во второй половине 80-ых годов двадцатого века израильский физик Якир Ааронов с сотрудниками. Ее сущность в том, что не сильный измерение не очень сильно изменяет замечаемую совокупность. Тут нужно отыскать в памяти, что в квантовой механике любое измерение изменяет состояние замечаемого объекта. Но за все необходимо платить, не сильный измерения показывают поведение солидного числа частиц в однообразном состоянии и не смогут давать данные об отдельной частице.

Но они применимы в том месте, где пасуют простые измерения. не сильный измерения особенно работоспособны при, в то время, когда рассматривается эволюция совокупностей с заданными начальным (предопределенным) и конечным (после-определенным) состояниями, что реализован в разглядываемом опыте. 
Мысль квантового Чеширского кота была в первый раз создана как раз Якиром Аароновым, что в 2013 году внес предложение метод применения не сильный измерений для его обнаружения, и Джеффом Толлаксеном из Университета Чепмена (США), одним из авторов работы. Этот опыт, в первый раз доказавший существование этого явления, был совершён на источнике нейтронов в университете Лауэ-Ланжевена в Гренобле с участием экспертов из Венского технологического университета, создавших неповторимую измерительную установку. 
В опыте на нейтринном интерферометре (см. рисунок «Схема экспериментальной установки») пучок нейтронов, имеющий направления спинов вверх и вниз, проходит через совершенный кристалл кремния (Р) и разделяется на две части. Потом оставляется поляризованный пучок, в котором все нейтроны имеют однообразное направление поясницы (вверх на рисунке). Спиновращатель ST1 поворачивает спин на протяжении траектории перемещения.

После этого в блоке SRs создаются два пучка с ориентацией спинов в различные стороны: Первый пучок нейтронов имеет спин на протяжении траектории нейтронов, спин второго пучка направлен в противоположном направлении (предопределенные состояния). По окончании прохождения различными дорогами оба пучка объединяют (PS), и замечают интерференцию пучков, отслеживаемых  H и O детекторами (Det)
В детекторе О (O-Det) регистрируют  лишь нейтроны, каковые имеют спин на протяжении направления перемещения (после-определенное состояние). Все остальные. Очевидно, что эти нейтроны должны были путешествовать по первому пути, потому, что лишь в том месте, нейтроны имеют такое спиновое состояние. Это доказывается в опыте поочередной установкой на любой путь фильтра (ABS), поглощающего часть нейтронов.

В случае если второй пучок пропускается через фильтр, то регистрируемое число нейтронов остается неизменной. В случае если первый луч направляется через фильтр, число этих нейтронов значительно уменьшается (на рис. продемонстрирован фильтр на первом пути).
 «Странности» начинаются при попытке выяснить, где находится нейтронный спин. Для этого направление спинов легко изменяется посредством магнитного поля. В то время, когда два пучка сводятся надлежащим образом, они интерферируют и смогут усиливать либо подавлять друг друга. Маленькое изменение спинов должно приводить к трансформации интерференционной картины.

Оказалось, что магнитное поле, приложенное к первому пучку, не создаёт никакого результата! Но, в случае если его приложить ко второму пучку, что не содержит регистрируемых нейтронов, необходимый эффект появляется. 
Так, на первом пути, сами частицы взаимодействуют с измерительным прибором, но лишь второй путь чувствителен к сотрудничеству с магнитным полем. Совокупность ведет себя так, как если бы частицы были пространственно отделены от их магнитных особенностей.
Данный немыслимый эффект имеет, однако, и практическую сокровище для увеличения точности измерений на квантовых масштабах, каковые частенько основаны на принципе квантовой интерференции. Дело в том, что электромагнитные шумы, воздействуя на поясницы частиц, вносят искажения в измерения. Отделение поясницы от частицы разрешит свести такие искажения к минимуму.

К примеру это окажет помощь проводить гравитационные измерения на микроуровне. 
По данным Венского технологического университета 

Схема экспериментальной установки. Нейтронный пучок продемонстрирован зеленой линией. Поясницы нейтронов – тёмные стрелки. Магнитные поля – красные стрелки. (А) – спин-анализатор.

описание работы и Остальные обозначения приведены в тексте. Художественная иллюстрация опыта. В интерферометра коты-нейтроны проходят верхнимпутем, тогда как их ухмылки-поясницы путешествуют нижним.

Один из участников опыта за работой на нейтронном интерферометре. Главная подробность установки: кристалл, что разделяет нейтронный пучок на две части, а после этого объединяет их. ‹ ›

Создатель: Алексей Понятов

Источник: www.nkj.ru

Случайные записи:

• Отчего исчезли мамонты?
• Новые загадки космической соседки земли

CHESHIRE CAT HALLOWEEN MAKEUP/ Чеширский кот / Макияж Чешира

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• 5 Объяснений, почему мы живем в мультивселенной (видео)

  Вселенная, в которой мы живем, не есть уникальной. В действительности она – всего лишь одна единица нескончаемого числа вселенных, совокупность которых…

• Мечты обессмертии: кто хочет жить вечно

  Изучением механизмов старения на всех его уровнях, от клеток и молекул до общества и организма, включая психотерапевтические и социальные нюансы,…

• Последний общий предок жил на водороде

  Одноклеточный организм, давший начало всем доменам жизни, жил рядом с вулканическими тёплыми источниками на дне океана и питался выходящим из них…

• «Чеширский кот» из пруда

  Петербургские зоологи связали современные представления об асимметрии мозга с хорошими работами Николаса ТинбергенаиКонрада Лоренца о главных стимулах….