50
Фізики продемонстрували "найкрасивіший експеримент"
Дослідники продемонстрували хвильову природу найбільших на даний момент молекул в експерименті з квантової інтерференції на дифракційній решітці.
Експеримент з квантовою інтерференцією деякі дослідники називали "найкрасивішим" в історії фізики, передає Лента.ру.
У новій роботі експериментатори використовували барвник фталоціанін молекулярною масою 514 дальтон і його похідне масою 1298 дальтон. Молекули барвників перебували на внутрішній стінці вакуумної камери, випаровувалися лазером і прямували в бік дифракційної решітки. На решітці були нанесені щілини шириною близько 10 нанометрів, проходячи через які, барвник потрапляв на скляне вікно. Зібрані молекули порушувалися другим лазером, і флюоресценція, що виникала, реєструвалася спеціальною камерою. Процес появи і накопичення флюоресцентних точок експериментатори записали на відео.
В рамках класичної механіки тіла, що ведуть себе як частки, повинні формувати при проходженні перешкоди рівномірний розподіл. Світло, проходячи крізь грати, навпаки, інтерферує і утворює смуги. Хвильова теорія світла розглядає інтерференцію як результат додавання або віднімання кількох (як мінімум двох) хвиль в залежності від їх фази, що призводить до утворення смуг. У даному експерименті частки (молекули барвника) утворюються настільки повільно, що проходять крізь грати по одній. Утворення інтерференційних хвиль в такому випадку суперечить інтуїції і може пояснюватися тільки квантовою інтерференцією їх хвильових функцій.
Раніше фізики вже демонстрували квантову інтерференцію на прикладі проходження решітки електронами, нейтронами, атомами і деякими молекулами. Чим більша маса частинки, тим менша її довжина хвилі і тим складніше виготовити щілини для подібного експерименту. Найбільшою молекулою, чию хвильову поведінку продемонстровано в подібному експерименті до теперішнього моменту був фулерен С60 з молекулярною масою 721 дальтон. Фталоціаніни були використані авторами через їх флюоресцентні властивості і стабільність в вакуумі. У побуті вони застосовуються для виготовлення активного шару CD-R дисків.
Знаменитий учений Річард Фейнман вважав, що подібний експеримент, проведений на електронах, "лежить в серці квантової фізики" і є її "єдиною загадкою".
За матеріалами: Лента.РУ
Поділитися новиною
