量子物理学のおかげで巨大な分子は一度に二つの場所に存在することができる。
それは科学者たちが長い間知っていたことですが、いくつかの事実に基づいて理論的には真実です：宇宙のすべての粒子または粒子のグループは、大粒子、細菌、人間、惑星や星でさえも波でもあります。 そして、波は一度に空間内の複数の場所を占有します。 だから、物質の任意の塊はまた、一度に二つの場所を占有することができます。 物理学者はこの現象を「量子重ね合わせ」と呼び、何十年もの間、彼らは小さな粒子を使ってそれを実証してきました。
しかし、近年、物理学者は実験を拡大し、より大きな粒子を使用して量子重ね合わせを実証しています。 さて、9月に発表された論文で。 23nature Physics誌では、国際的な研究者チームが、最大2,000個の原子で構成される分子を同時に二つの場所を占有させています。
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それをやってのけるために、研究者は最初に量子重ね合わせを実証した有名な古い実験
研究者は、2つのスリットが入ったシートを通して発射された光が、シートの後ろの壁に干渉パターン、つまり一連の明暗の縞を作り出すことを長い間知 しかし、光は粒子で作られたものではなく、質量のない波として理解されていたので、これは驚くべきことではありませんでした。 しかし、1920年代の一連の有名な実験では、物理学者は、薄膜や結晶を介して発射された電子が同様の振る舞いをし、回折材料の背後の壁に光が行うようなパターンを形成することを示した。
電子が単に粒子であり、一度に空間内の一点しか占有できない場合、それらはフィルムまたは結晶の背後の壁に二つのストリップ、おおよそスリットの形を形成することになる。 しかし、その代わりに、電子は電子が自分自身に干渉していたことを示唆する複雑なパターンでその壁に当たった。 それは波の証拠となる兆候です; いくつかのスポットでは、波のピークが一致して明るい領域を作成し、他のスポットではピークが谷と一致するので、2つは互いに相殺して暗い領域を作 物理学者はすでに電子が質量を持ち、間違いなく粒子であることを知っていたので、実験は物質が個々の粒子としても波としても作用することを示
しかし、それは電子との干渉パターンを作成するための一つのことです。 巨大な分子でそれを行うことは非常にトリッキーです。 より大きな分子は、より大きな物体がほとんど知覚できない干渉パターンにつながる可能性のあるより短い波長を有するため、検出されにくい波を有 そして、これらの2,000原子の粒子は、単一の水素原子の直径よりも小さい波長を持っているので、それらの干渉パターンははるかに劇的ではありません。
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大きなもののためのダブルスリット実験をやってのけるために、研究者は、複数のスリットを有する火格子とシートのシリーズを通じて分子のビーム（フルオロアルキルスルファニル鎖を富ませたオリゴテトラフェニルポルフィリン、単純な水素原子の約25,000倍の質量）を発射することができる機械を構築しました。 梁の長さは約6.5フィート（2メートル）であった。 それは、研究者がビームエミッタを設計する際に重力や地球の回転などの要因を考慮しなければならないほど大きい、科学者たちは論文に書いている。 彼らはまた、量子物理学の実験のために分子をかなり暖かく保ったので、粒子を目白押しする熱を考慮しなければなりませんでした。
しかし、研究者が機械の電源を入れたとき、ビームの遠端にある検出器は干渉パターンを明らかにした。 分子は一度に空間内の複数の点を占めていました。
これは刺激的な結果であり、研究者はこれまでに検出されたよりも大きなスケールで量子干渉を証明していると書いています。
「次世代の物質波実験は質量を一桁押しするだろう」と著者らは書いている。
だから、量子干渉のさらに大きなデモンストレーションが来ているが、おそらくいつでもすぐに干渉計を介して自分自身を発射することは可能ではないだろう。 （まず第一に、機械の真空はおそらくあなたを殺すでしょう。）米国の巨大な存在は、ちょうど一つの場所に座って、粒子がすべての楽しみを持って見なければならないとしています。
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もともとライブサイエンスに掲載されていました。
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