Kako Kvantna Mehanika Oblikuje Našu Stvarnost
Kvantna mehanika je osnova svega što nas okružuje, ali u našem svakodnevnom životu – poznatom klasičnom svijetu – teško bismo to mogli primijetiti. Razlike su toliko očite da izgleda kao da se radi o odvojenim dimenzijama. Istraživanje granice između ova dva svijeta predstavlja pravi izazov, jer se objekti i interakcije često lakše objašnjavaju na jedan ili drugi način. Međutim, znanstvenici su nedavno primijenili eksperiment koji izgleda poput nečega iz znanstvene fantastike, provodeći simultana promatranja klasičnih i kvantnih fenomena.
Načina Radnje: Svjetlosne i Zvučne Tractor Beams
Tractor beamovi, korišteni za manipulaciju objekata putem svjetlosti ili zvuka, postoje već neko vrijeme. Laseri su korišteni za stvaranje optičkih pinceta, a zahvaljujući razvoju Arthura Ashkina, koji je dobio Nobelovu nagradu 2018. godine, znamo da je moguće premještati i hvataljke sitnih objekata koristeći svjetlost.
Novi Eksperiment: Nanosphere u Akciji
Cilj novog eksperimenta bili su dva električno nabijena staklena nano-sferična objekta koja su uhvaćena laserima različitih boja. Različite boje značile su različite frekvencije, pa su se ove sferice oscilirale oko specifičnih ravnotežnih točaka koje su diktirali laseri. Zbog svog električnog naboja, sferice su utjecale jedna na drugu, čime je cijeli sustav pokazao mješavinu klasičnih i kvantnih ponašanja koje je potrebno razumjeti za potpuno razjašnjenje situacije.
“Ove nano-oscilatore možemo smatrati rijetkim sustavima u kojima možemo ispitati ponašanje makroskopskih objekata na visoko kontroliran način”, izjavio je voditeljski autor Francesco Marin s Sveučilišta u Firenci i Nacionalnog instituta za optiku (CNR-INO).
Uloga Nanosfera u Istraživanju
“Sferice su električno nabijene i međusobno djeluju, stoga je putanja koju slijedi jedna sfera snažno ovisna o drugoj. Ovo otvara mogućnost za proučavanje kolektivno interaktivnih nanosustava u klasičnom i kvantnom režimu, čime se omogućuje eksperimentalno istraživanje suptilne granice između ova dva svijeta.” Korištenjem lasera, dvije su sferice postavljene na udaljenosti od samo 9 mikrona. Iako se čini malom, ta udaljenost je dovoljna da se pokrenu zanimljive interakcije.
Obje nanosphere su bile povezane zbog svog električnog naboja i mogle su se kretati duž osi pinceta; predstavljaju izuzetno intrigantan oscilacijski sustav. Tim istraživača vjeruje da bi ova eksperimentalna postavka mogla značajno proširiti naše razumijevanje snažno povezanih oscilatora u klasičnom i kvantnom domenu. Osim toga, to bi moglo imati reperkusije na poboljšanje lasera i drugih uređaja koji koriste optičke šupljine u svojim sustavima.
Zaključak
Ovaj uzbudljiv eksperiment koji kombinira klasičnu i kvantnu fiziku otvorio je nove puteve za proučavanje interakcija na mikroskopskoj razini. Kako nastavljamo istraživati granice ovih dvaju svjetova, možemo očekivati zanimljive i potencijalno revolucionarne spoznaje koje će oblikovati naš razumijevanje prirode samo kroz znanost.
Studija je objavljena u časopisu Optica.
