物理学者は、私たちと同じくらい大きな物体の量子挙動を検出する方法を設計する：ScienceAlert

量子科学は通常、非常に小さなスケールに関係しており、そこでは確率の数学が物質の「古典的な」記述よりも有用なツールになります。 現在、新しい研究により、はるかに大きな質量の量を測定する方法が考案されました。

科学者たちは長い間、より大きな物体の量子的性質をテストしたいと考えてきました。一般的なコンセンサスは、量子物理学が適用されるということです。 あらゆるスケールでしかし、物体の質量と複雑さが増大するにつれて、その量を観察することが難しくなります。

今回、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン（UCL）、英国のサウサンプトン大学、インドのボーズ研究所のチームは、質量やエネルギーに関係なく理論的に何かに適用できる量子測定のアプローチを考案した。 。

「私たちが提案した実験は、観察という行為がその動きの変化につながるかどうかを確認することで、その物体が古典的であるか量子的であるかをテストすることができます。」 彼は言う。 カリフォルニア大学の物理学者デバーシ・ダス氏。

量子物理学では、物事が単一の測定値によって定義されるのではなく、一連の可能性として定義される宇宙について説明します。 たとえば、電子は上下にスピンしたり、ある領域に他の領域よりも存在する可能性が高くなります。

理論的には、これは小さなことに限定されません。 実際、あなたの体は、その椅子に座る確率が非常に高く、月に存在する確率は非常に (非常に!) 低いと言えます。

覚えておくべき基本的な事実は 1 つだけです。それに触れたら、それを購入したことになります。 電子であろうと椅子に座っている人間であろうと、物体の量子状態を観察するには、測定システムとの相互作用が必要であり、強制的に 1 回の測定を行わなければなりません。

ズボンを下ろしたまま物を拾う方法もありますが、体を所定の位置に保つ必要があります 国有地 – 非常に寒く、非常に静かで、環境から完全に隔離されています。

これは個々の分子にとっては困難であり、サイズスケールが大きくなるにつれてさらに困難になります。 新しい提案は、まったく新しいアプローチを使用しており、として知られる一連のアサーションを使用します。 Leggett-Garg 不等式と時間条件における非符号。

実際、これら 2 つの概念は、たとえ部屋が暗くて見えなくても、人がそこの椅子に座っているという、よく知られた世界を表しています。 突然電気をつけても、実際にベッドの下にいることがわかりません。

実験によってこれらの主張に何らかの形で矛盾する証拠が発見されれば、量子の謎をより広範囲に垣間見ることができるかもしれません。

研究チームは、糸の端にあるボールのように、物体が振り子の上で揺れているのが観察できるのではないかと示唆しています。

次に、実験装置の半分の光が異なる時間に点滅し（観測としてカウントされます）、最初のフラッシュは動いているものに影響を与えるため、2回目のフラッシュの結果は量子的振る舞いが起こっているかどうかを示します。

私たちはまだ、いくつかの高度な機器と地上の状態と同様の条件を必要とする複雑なセットアップについて話していますが、動きと 2 つの測定 (ブリップ) を使用することで、質量に関する制限の一部が取り除かれます。

「サッカーの試合の観客は、ただじっと見つめるだけでは試合の結果に影響を与えることはできません。」 彼は言う。 彼は踏みにじった。 「しかし、量子力学では、観察や測定のプロセス自体がシステムを変化させます。」

次のステップは、この提案された設定を実際の実験で試してみることです。 ミラーイン レーザー干渉計 重力波観測所 米国の (LIGO) は、スクリーニングの適切な候補としてすでに提案されています。

これらの鏡は、重さ 10 キログラム (22 ポンド) の単一の物体として機能します。これは、量子効果を分析する物体の一般的なサイズ (1 グラムの約 100 分の 1) よりも 1 段階上です。

「私たちの計画には広範な概念的意味合いが含まれています。」 彼は言う。 カリフォルニア大学の物理学者スガト・ボーズ氏。 「それは量子力学の分野を拡大し、この基本的な自然理論が特定のレベルでのみ有効なのか、それともより大きな集団にも当てはまるのかを探求する可能性があります。」

この研究は、 物理的なレビューレター。