 |
Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Эксперимент с двойной щелью в режиме реального времени
Архивы новостей:
2008 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2019 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2020 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2021 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2022 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2023 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2024 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2025 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2026 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
Эксперимент с двойной щелью в режиме реального времени
Ричард Фейнман (Richard Feynman), один из величайших физиков ХХ века, однажды заявил, что эксперимент с двойной щелью (double-slit experiment) позволил заглянуть в самое сердце квантовой механики. Международной группе исследователей удалось «освежить» эксперимент, их подход позволяет любому наблюдать за ним в режиме реального времени.
Чтобы уяснить себе суть эксперимента с двойной щелью представьте. Что мы бомбардируем стену, содержащую две узких щели, потоком твердых частиц; на некотором расстоянии с другой стороны стены частицы будут собираться в виде двух отстоящих друг от друга кучек. Теперь представьте, что на стену с двумя щелями накатываются волны воды. В этом случае в отличие от «двух кучек воды» мы будем наблюдать интерференцию волн, проходящих через отверстия в стене, эта интерференция будет приводить к появлению не двух пиков максимума распределения материи, а к сложной системе максимумов и минимумов – интерференционной картине. Именно эти результат двух мысленных экспериментов и демонстрирует различие между частицами и волнами.
Однако при переходе к изучению квантовых объектов и разработке средств квантовомеханического описания микромира четкие границы между частицами и волнами оказались размытыми. При прохождении электронов через систему с двумя щелями с другой стороны от преграды наблюдается не два четко выраженных пика, а набор из множества пиков и минимумов, что позволило предположить существование интерференции электронов и сделать первоначальный вывод о том, что в потоке электроны интерферируют друг с другом как волны. Позднее было обнаружено, что и одиночный электрон интерферирует, обладая, таким образом волновыми свойства.
В последние годы эксперименты с двойной щелью проводили и с большими молекулами, отслеживая их траекторию по конечному распределению, однако до настоящего времени не был проведен демонстрационный эксперимент, позволяющий наблюдать за одновременным перемещение молекулы сразу через две щели в режиме реального времени. Разработавший новый эксперимент Маркус Арндт (Markus Arndt) из Университета Вены отмечает, что его эксперимент настолько близок к классике, описанной в учебниках по квантовой механике, насколько это возможно.
Молекулы, которые использовались для новой демонстрации эксперимента, представляли собой фталоцианин и его производные. С помощью испарения лазером эти молекулы направляли к дифракционной решетке из нитрида кремния, в рамках этой дифракционной решетки отельные щели располагались на расстоянии в 100 нанометров. Наблюдение за отдельными молекулами проводили с помощью флуоресцентного микроскопа, подключенного к компьютерной системе. Исследователи наблюдали образование ожидаемой интерференционной картины даже в том случае, если при перемещении отдельной молекулы – наглядное подтверждение фундаментального принципа квантовой механики – принципа корпускулярно-волнового дуализма.
Рейнхард Дорнер (Reinhard Dörner), специалист по квантовой физике из Университета им. Гете во Франкфурте заявляет, что, на его взгляд, работа Ардта представляет собой замечательную демонстрацию, и он планирует использовать результаты этого эксперимента в качестве наглядного материала на учебных лекциях по квантовой механике.
Арндт полагает, что разработанная им методика открывает широкие возможности по проведению квантово-интерференционных экспериментов с большими по размеру объектам – большими молекулами белка и вирусами.
Источник: Nat. Nanotechnol., 2012, DOI: 10.1038/nnao.2012.34
Источник: http://www.chemport.ru
28.03.2012 10:28 | |
|
