De kwantummechanica, de meest mysterieuze en weinig bestudeerde tak van de fysica, heeft wetenschappers meer dan eens verbaasd met zijn nieuwe en nieuwe eigenschappen, die niet goed overeenstemmen met de traditionele macroscopische wereld. Waar precies de grens is tussen hem en de kwantumwerelden, blijft een onopgelost mysterie. Tegelijkertijd slaagden natuurkundigen er in hun recente experiment eindelijk in om de sluier van geheimhouding enigszins te openen en te laten zien dat zelfs massieve moleculen op twee plaatsen tegelijk kunnen voorkomen.
IS TELEPORTATIE ECHT?
De discussie of het ooit mogelijk zal zijn om een persoon onmiddellijk naar een min of meer significante afstand te verplaatsen, neemt tot nu toe niet af. De nieuwe ontdekking, die aantoont dat niet alleen atomen, maar ook relatief grote moleculen zich op twee plaatsen tegelijk kunnen bevinden, brengt de mensheid een stap dichter bij haar oude droom: grote afstanden in een fractie van een seconde te veroveren. Een unieke ontdekking werd gedaan door het gebruik van een enigszins gemoderniseerd experiment met dubbele spleet, dat in de natuurkunde vaak wordt gebruikt om de eigenschappen van fotonen van licht te bestuderen. Het was dankzij hem dat wetenschappers ooit tot het concept van de dualiteit van licht konden komen dat zich tegelijkertijd als een deeltje en een golf gedroeg.
Het experiment met dubbele spleet is in de praktijk vrij eenvoudig. Allereerst moet u ervoor zorgen dat de lichtbron naar het oppervlak is gericht, waarin twee sleuven zijn uitgesneden. Achter het gespecificeerde oppervlak moet je een ander oppervlak plaatsen waarop het licht wordt geprojecteerd. Als het licht alleen uit gewone deeltjes bestond, zou het patroon op het achteroppervlak alleen verschijnen in de vorm en grootte van de spleten. Het experiment met dubbele spleet is echter uniek omdat de lichtgolven onverwachts tegen elkaar beginnen te kaatsen, als rimpelingen in het water, waardoor een soort tijgerpatroon op het oppervlak ontstaat.
Maar het vreemdste aan het experiment is dat zelfs wanneer het experiment wordt uitgevoerd met individuele lichtdeeltjes, hetzelfde gestreepte patroon verschijnt. Op de een of andere manier lijken deze fotonen niet slechts één pad af te leggen, zoals je zou verwachten, maar kruisen ze elkaar en vermengen ze zich met elkaar.
In de natuurkunde wordt dit fenomeen kwantumsuperpositie genoemd, wat het best wordt geïllustreerd door de kat van Schrödinger. In dit gedachte-experiment is de kat die in de doos verborgen is noch levend noch dood, maar bestaat hij in twee staten tegelijk. Op het moment dat de waarnemer de doos opent, stort de superpositie in een of andere staat. Wat de ervaring nog ongebruikelijker maakt, is het feit dat als de detectoren in de sleuven zouden worden geïnstalleerd als instrument om de door het licht afgelegde afstand te meten, de gestreepte patronen onmiddellijk zouden verdwijnen. De vaagheid van het resultaat wordt pas duidelijk zodra het wordt gemeten.
Promotie video:
Tegelijkertijd is het fenomeen van superpositie blijkbaar alleen van toepassing in het kwantumveld, omdat naarmate objecten groter worden, de dualiteit van licht bijna volledig verdwijnt in de macroscopische wereld. Zo ja, is er dan een limiet aan de grootte van het object dat zonder problemen op twee plaatsen tegelijk kan zijn? Om deze vraag te beantwoorden, voerden wetenschappers van de universiteiten van Wenen en Basel een experiment met dubbele spleet uit met de grootste moleculen die in de geschiedenis van de fysica zijn getest.
Het vorige record omvatte moleculen met meer dan 800 atomen, maar het onderzoeksteam slaagde erin om het uit te breiden tot 2000 atomen. De moleculen bestonden in een staat van kwantumsuperpositie en vertoonden een vergelijkbaar resultaat van kwantumdualiteit. Een dergelijk resultaat duwt de grens van het microscopisch dichter naar onze macrowereld, terwijl de lijn ertussen bijna volledig vervaagt.
