2000 атомов в двух местах одновременно

02.10.2019

Группа ученых из Венского университета и университета Базеля произвела проверку принципа квантовой суперпозиции в самом крупном масштабе за всю историю существования науки. Огромные сложные молекулы, состоящие из двух тысяч атомов, были помещены в состояние суперпозиции, находясь, при этом, в двух местах одновременно, согласно причудливым законам квантовой механики. Данное достижение является весомым подтверждением проявления суперпозиции, которая является "сердцем" всех квантовых технологий, что, в свою очередь, служит серьезным ограничением для дальнейшего развития множества альтернативных теорий.

Напомним нашим читателям, что принцип суперпозиции является одним из основных "столпов" квантовой механики, который является следствием одного из фундаментальных уравнений, уравнения Шредингера. Это уравнение описывает квантовые частицы их волновыми функциями, которые очень похожи на функции, описывающие концентрические волны на поверхности воды. Однако, в отличие от волн на поверхности воды, которые являются проявлением коллективного поведения и взаимодействия множества молекул, квантовые волны могут быть связаны с отдельными частицами.

Одним из примеров волновой природы квантовых частиц является эксперимент с двумя щелями, расположенными очень близко друг к другу, через которые одновременно проходит "волна" одной частицы. Пройдя сквозь щели, волны складываются друг с другом и частица-волна снова приобретает свою целостность. Этот эффект уже был продемонстрирован по отношению к фотонам, электронам, нейтронам и даже отдельным атомам.

В своих экспериментах ученые использовали самую большую из доступных молекул C707H260F908N16S53Zn4, которая состоит в сумме из 40 тысяч протонов, нейтронов и электронов, и обладает массой, равной 25 тысячам атомных масс. Для синтеза таких молекул были использованы специальные методы, которые сделали эти молекулы достаточно стабильными, чтобы из них можно было сформировать луч, направляемый внутрь камеры со сверхглубоким вакуумом. Проверка квантовой природы таких массивных частиц потребовало использования интерферометра, длиной два метра, который имелся в распоряжении Венского университета.

Согласно одной из альтернативных теорий, которая служит своего рода мостом между классической физикой и квантовой механикой, длительность преобладания волновой функции частицы уменьшается прямо пропорционально массе этой частицы. Это, в свою очередь, ограничивает и время пребывания частицы в состоянии квантовой суперпозиции.

В своих экспериментах ученые выяснили, что огромные молекулы находились в состоянии суперпозиции на протяжении 7 миллисекунд времени, достаточно долго для того, чтобы не оставить камня на камне от указанной выше теории и от ряда других альтернативных теорий и моделей.

<< Назад: Говядина из пробирки 02.10.2019

>> Вперед: Взрывчатка повысит безопасность электрокаров 01.10.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Акула в водах Антарктики 28.02.2026

Исследования океанов продолжают удивлять ученых, демонстрируя, что даже в самых суровых и изолированных районах нашей планеты жизнь может быть гораздо более разнообразной, чем считалось ранее. Недавняя экспедиция у берегов Антарктиды зафиксировала крупную акулу, что ставит под сомнение многолетнее убеждение о полной "безопасности" этих холодных вод для крупных хищников. Съемка велась в январе 2025 года на глубине около 490 метров. Камеры зафиксировали массивный силуэт длиной до четырех метров, который медленно скользил вдоль морского дна. Ученые описали его как "неуклюжую бочку", движущуюся в тусклом свете камер. Температура воды на этой глубине составляла всего 1,27 °C - показатели, при которых существование акул ранее считалось невозможным. По словам исследователя Алана Джеймисона, открытие стало полной неожиданностью. До этого момента акул в Антарктике никто не наблюдал, а климатические и химические условия воды считались слишком экстремальными для их выживания. Это заставляет ...>>

Ученые выявили новый механизм регенерации клеток 27.02.2026

В последние годы биология клеток сделала значительный шаг вперед, позволяя понять, как ткани восстанавливаются после повреждений и какие внутренние ресурсы активируются для поддержания их функций. Недавнее исследование продемонстрировало ранее неизвестный механизм, благодаря которому клетки могут мобилизовать скрытые возможности для регенерации, открывая новые перспективы для разработки терапевтических стратегий. Фокус работы сосредоточен на молекулярных процессах, связанных с экспрессией генов, то есть реализацией наследственной информации через синтез РНК и белков. Ученые обнаружили дополнительный уровень регуляции, который определяет активность клеток, координируя сигнальные пути и ответ на внешние стимулы. Нарушение этих процессов, как выяснилось, может приводить к развитию различных патологий. Для изучения механизма исследователи использовали методы молекулярной биологии в сочетании с высокоточной визуализацией, что позволило наблюдать взаимодействие белковых комплексов в ре ...>>

Случайная новость из Архива Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026 Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробиота человека чувствительна к окружающей среде и тесным социальным контактам, особенно с теми, с кем проводишь значительное количество времени. Выводы подтверждаются исследованием, проведенным среди 2000 взрослых. Оно показало, что 40% участников, проживающих с партнером, заметили усиление чувства социальной поддержки и эмоционального комфорта после начала совместного проживания. Кроме того, 28% участников отметили улучшение настроения, а 19% - повышение качества сна. Доктор Миддлтон поясняет: "Люди, с которыми вы живете, не просто делят с вами пространство - они делятся с вами микробами, биоритмами и даже здоровьем кишечника". По ее словам, этот обмен микрофлорой и биологическими сигналами является естественным механизмом, который укрепляет здоровье пищеварительной системы и снижает негативное влияние стресса. Эти открытия также подчеркивают значимость физической близости и регулярного контакта с партнером для поддержания общего здоровья. Простые проявления внимания и заботы, включая поцелуи и совместные приемы пищи, могут оказывать долговременный положительный эффект на микробиоту кишечника. Кроме того, увеличение разнообразия микробиоты через близкий контакт с партнером может снижать воспалительные реакции в кишечнике, что является ключевым фактором профилактики хронических заболеваний и поддержания иммунитета.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026