Nyheder

Kvantesvingninger påvirker MITs 88-pund spejle på makroskopisk niveau

 Kvantesvingninger påvirker MITs 88-pund spejle på makroskopisk niveau



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Virkningerne af kvantemekanik er alt for subtile til at opdage i hverdagens genstande. Og alligevel er universet, når det ses gennem kvantemekanikens linse, et mystisk, støjende sted, hvor partikler knitrer og blinker konstant ind og ud af eksistensen.

Nu for første gang har et team ledet af forskere ved MIT LIGO Laboratory målt virkningerne af kvantesvingninger på genstande på menneskelig skala.

RELATERET: 7 GRUNDVIRKNINGER, VI SKAL VÆRE OPHÆVDET AF KVANTUMCOMPUTERE

Brug af LIGO til at detektere kvantesvingninger

I et papir, der blev offentliggjort i går iNatur, rapporterer MIT-forskerne, idet de observerer, at små kvanteudsving overraskende kan "sparke" på en genstand, der er så stor som de 40 kilogram spejle fra US National Science Foundation's Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO).

LIGO er designet til at opdage tyngdekraftsbølger, der ankommer til jorden fra katastrofale kilder millioner til milliarder lysår væk. Der er udført meget arbejde for at beskytte LIGOs interferometre mod ekstern støj, så de har den bedst mulige chance for at udvælge de subtile forstyrrelser, der er skabt af en indgående tyngdekraftsbølge.

Nergis Mavalvala, marmorprofessor og associeret leder af fysikafdelingen ved MIT, og hendes kolleger undrede sig over, om LIGO også kunne være følsom nok til, at instrumentet endda kunne føle subtilere effekter, såsom kvantesvingninger.

"Denne kvantesvingning i laserlyset kan forårsage et strålingstryk, der rent faktisk kan sparke et objekt," tilføjer McCuller. "Objektet i vores tilfælde er et 40 kg spejl, der er en milliard gange tungere end de nanoskala-objekter, som andre grupper har målt denne kvanteeffekt i."

En 'kvantepresser'

De "spark", der blev observeret på LIGO, fik synligt spejle til at bevæge sig i en lille grad, noget som holdet var i stand til at måle.

I henhold til en MIT-pressemeddelelse var kvantestøjen i LIGOs detektorer nok til at flytte de store spejle med 10-20 meter - en forskydning, der blev forudsagt af kvantemekanik for et objekt af denne størrelse, men som aldrig før var blevet målt.

”Et hydrogenatom er 10-10 meter, så denne forskydning af spejle er til et brintatom, hvad et brintatom er for os - og det målte vi, ”siger Lee McCuller, en forsker ved MIT's Kavli Institute for Astrophysics and Space Research.

Forskerne brugte et specielt instrument, designet af dem selv, kaldet en kvantepresser. Ved hjælp af dette var de i stand til at "manipulere detektorens kvantestøj og reducere dens spark til spejlerne på en måde, der i sidste ende kunne forbedre LIGOs følsomhed ved detektering af tyngdekraftsbølger," forklarer Haocun Yu, en kandidatstudent ved fysik ved MIT.

At se kvanteeffekter på et makroskopisk niveau

I sidste ende viste observationer, at vi kan se kvanteeffekter på et makroskopisk niveau - selv på noget så stort som et menneske. ”Også vi, hvert nanosekund i vores eksistens, bliver sparket rundt, buffeteret af disse kvantesvingninger. Det er bare, at jitterne i vores eksistens, vores termiske energi, er for store til, at disse kvantevakuumudsving kan påvirke vores bevægelse målbart, "siger Nergis Mavalvala, marmorprofessor og associeret leder af fysikafdelingen ved MIT.

"Med LIGOs spejle har vi gjort alt dette arbejde for at isolere dem fra termisk drevet bevægelse og andre kræfter, så de nu stadig er nok til at blive sparket rundt af kvantesvingninger og denne uhyggelige popcorn i universet."

Resultaterne kunne have omfattende implikationer for kvantemekanikens felter og især kvantecomputering, der lover at revolutionere computere ved at oprette avancerede maskiner, der kan foretage beregninger, og det tager en klassisk computer tusinder af år at gennemføre.


Se videoen: 20 Kroner Harald V 1995 Norway (August 2022).