Sam Jarman tərəfindən , Phys.org

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Mənbə: Şəkil redaksiya heyəti tərəfindən illüstrativ məqsədlər üçün süni intellektdən istifadə etməklə yaradılıb.

Tərifinə görə, elementar hissəciklər daha kiçik hissəciklərə bölünə bilməz. Lakin Physical Review Letters jurnalında dərc olunmuş yeni nəzəri tədqiqatda Yohannes Skaar və həmkarları tək bir foton üçün hər halda cəhd etsəniz nə baş verəcəyini açıqlayıblar. Cavab olduqca qəribədir: bir fotonu ikiyə bölməyə çalışmaq iki kiçik foton istehsal etməyəcək, əksinə havadan sonsuz sayda foton yaradacaq.

Yarıya bölmək mümkün deyil

Hər hansı bir kvant hissəciyi kimi, foton da eyni vaxtda tək, lokal hissəcik və kosmosda yayılmış uzadılmış dalğa kimi mövcuddur. Tədqiqatları üçün Skaarın komandası tək bir fotonun optik qapaqdan – əsasən işıq impulsunun bir hissəsini bloklamaq üçün açılıb-söndürülə bilən çox sürətli bir güzgüdən – keçəcəyi təqdirdə nə baş verəcəyini nəzərdən keçirdi. Əgər qapaq kifayət qədər sürətli olsaydı, o, fotonu impulsun ortasında tuta və bu uzadılmış dalğanın bir hissəsini kəsə bilərdi.

Daha sonra nə baş verəcəyini öyrənmək üçün tədqiqatçılar fotonun əsas elektromaqnit sahəsinin kvant səviyyəsində necə davrandığını təsvir edən kvant tənliklərini tətbiq etdilər. Xüsusilə, onların təhlili fotonun kvant vəziyyətinin deklanşörün müdaxiləsi ilə necə dəyişdiriləcəyini dəqiq şəkildə izlədi.

Sonsuz superpozisiya

Bir tərəfdə foton, digər tərəfdə isə vakuum yaratmaq əvəzinə, deklanşör daha qəribə və mürəkkəb bir şey yaradır: eyni anda sonsuz sayda foton ehtiva edən vəziyyətlərin üst-üstə düşməsi .

Bu, kvant mexanikasında boş məkanın həqiqətən boş olmadığı üçün baş verir – əslində, o, elektromaqnit sahəsindəki dalğalanmalarla qaynayır. Komanda deklanşörü sürətlə dəyişdirməklə bu dalğalanmaların pozulduğunu və bunu edərkən kortəbii olaraq yeni fotonlar yaratdıqlarını aşkar etdi. Ən əsası, deklanşörün işlədiyi bölgənin yalnız hər iki tərəfinə baxsanız, vəziyyət aldadıcı dərəcədə normal görünərdi: bir tərəfdəki tək bir fotondan, digər tərəfdəki sadə bir vakuumdan fərqlənmirdi.

Daha dərin kvant tədqiqatları

Nəticə kvant hissəciklərinin gündəlik əşyalardan fərqli davranmasının təəccüblü bir nümunəsini təqdim edir və kvant sistemlərinin necə ölçüldüyü və məlumatların kosmosda necə lokallaşdırıldığı ilə bağlı daha dərin suallar doğurur. Gələcək tədqiqatlarında Skaar və həmkarları indi daha da irəliləməyi planlaşdırırlar – eyni qəribə fizikanın birdən çox foton iştirak etdikdə və ya analiz elektronlar kimi digər elementar hissəciklərə tətbiq olunduğunu araşdırırlar.