Mekanika kuantum Tidak di Jeopardy: Fisikawan Konfirmasi Prinsip Kunci Dasawarsa-Lama eksperimental

Ketika gelombang - terlepas dari apakah bertabrakan cahaya atau suara -, mereka tumpang tindih menciptakan gangguan. fisikawan kuantum Austria dan Kanada sekarang telah mampu menyingkirkan adanya gangguan tingkat tinggi dan dengan demikian dikonfirmasi eksperimen aksioma dalam fisika kuantum: aturan Lahir's. 

Mereka telah menerbitkan temuan mereka dalam jurnal ilmiah Science.Dalam mekanika kuantum banyak proposisi dibuat dalam probabilitas. Pada tahun 1926 fisikawan Jerman Max Lahir menduga bahwa probabilitas untuk menemukan objek kuantum di tempat tertentu pada waktu tertentu sama dengan kuadrat dari fungsi gelombang tersebut. Konsekuensi langsung dari peraturan ini adalah pola interferensi seperti yang ditunjukkan dalam eksperimen difraksi celah ganda. Lahir aturan adalah salah satu hukum utama dalam mekanika kuantum dan mengusulkan bahwa gangguan terjadi di pasang kemungkinan. Gangguan orde tinggi dikesampingkan. Tidak ada verifikasi eksperimental dari proposisi ini sampai sekarang, ketika kelompok penelitian yang dipimpin oleh Prof Gregor Weihs dari Universitas Innsbruck dan University of Waterloo telah mengkonfirmasi akurasi hukum Lahir dalam percobaan tiga-celah. "Keberadaan interferensi istilah orde ketiga akan memiliki dampak yang luar biasa teoritis - akan mengguncang mekanika kuantum ke inti," kata Weihs. Dorongan untuk percobaan ini adalah saran yang dibuat oleh fisikawan untuk menggeneralisasi mekanika kuantum salah satu atau gravitasi - dua pilar fisika modern - untuk mencapai penyatuan, sehingga sampai pada satu teori yang mencakup segala. "Percobaan kami thwarts upaya ini sekali lagi," jelas Gregor Weihs.

Triple-Eksperimen celah

Gregor Weihs - Profesor dari Photonics di University of Innsbruck - dan timnya sedang menyelidiki sumber cahaya baru yang akan digunakan untuk transmisi informasi kuantum. Dia mengembangkan sumber foton tunggal, yang menjabat sebagai dasar untuk pengujian aturan Lahir's. Foton dikirim melalui topeng baja membran yang memiliki tiga celah berukuran mikrometer dipotong ke dalamnya. Pengukuran dilakukan dengan menutup celah-celah secara individu menghasilkan delapan kombinasi celah independen. Data yang diambil kemudian digunakan untuk menghitung apakah aturan yang berlaku Lahir. "Pada prinsipnya, eksperimen ini sangat sederhana," kata Gregor Weihs "dan kami sangat terkejut menemukan bahwa tak seorang pun tidak dilakukan sebelum percobaan ini." Namun, para ahli fisika yang berjuang dengan kesalahan pengukuran, yang akhirnya mereka mampu mengatasi tugas selama dua tahun Sisyphean panjang mereka. "Pengukuran kami menunjukkan bahwa kita dapat menyingkirkan adanya gangguan orde ketiga sampai terikat tertentu," kata seorang bahagia Weihs fisikawan eksperimental. Langkah berikutnya akan lebih rendah untuk terikat dengan percobaan ditingkatkan.

Master of partikel cahaya

Percobaan dilakukan di Institute for Quantum Computing di University of Waterloo di Kanada, di mana Prof Gregor Weihs bekerja sebelum pengangkatannya di Universitas Innsbruck. Sejak 2008 ia telah mendirikan kelompok riset sendiri di Institut untuk Fisika Eksperimental di Innsbruck, yang kini terdiri dari dua belas anggota kelompok. Kelompok, yang anggotanya datang dari seluruh dunia, menyelidiki pengembangan sumber foton tunggal novel dan pasangan foton dilibatkan dari semikonduktor struktur nano. Tujuan utama peneliti adalah untuk mengintegrasikan kuantum eksperimen optik dengan fungsi pada chip semikonduktor.