เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง การทำงานร่วมกันที่นำโดยอิสราเอลได้ใช้เทคโนโลยีชิปอะตอมเพื่อสร้างอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบแม่เหล็ก การวิจัยของการทำงานร่วมกันซึ่งรวมเอาแง่มุมของการทดลองทางฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงสองครั้งจากอดีตเผยให้เห็นว่าการแบ่งอนุภาคหมุนออกเป็นสองกลุ่ม – ตามที่ Otto Stern และ Walther Gerlach สังเกตเมื่อหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมา – เกี่ยวข้องกับสถานะควอนตัมบริสุทธิ์ ในอนาคต
เครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ใหม่นี้
สามารถใช้ตรวจสอบแรงโน้มถ่วงควอนตัมได้เช่นเดียวกับทฤษฎีเกี่ยวกับแรงที่ห้าที่เป็นไปได้ของธรรมชาติ นักฟิสิกส์ได้พูดคุยกันถึงความเป็นไปได้ของอินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบใช้แม่เหล็กตั้งแต่สเติร์นและเกอร์ลัคดำเนินการสำรวจโมเมนตัมเชิงมุมเชิงปริมาณในช่วงต้นปี ค.ศ. 1920 การทดลองที่เรียกว่า Stern-Gerlach ใช้การไล่ระดับสนามแม่เหล็กเพื่อเบี่ยงเบนลำแสงของอะตอมเงินในแนวตั้งจากเส้นทางตรง หน้าจอที่วางอยู่ด้านหลังแม่เหล็กเผยให้เห็นว่าอะตอมมาถึงตำแหน่งที่แตกต่างกันสองแห่งแทนที่จะสร้างเส้นต่อเนื่องตามที่คาดการณ์ไว้ในฟิสิกส์คลาสสิก
ผลลัพธ์นี้ให้หลักฐานที่น่าเชื่อถือว่าอะตอมของเงินมีโมเมนตัมเชิงมุมที่เป็นเชิงปริมาณและแท้จริง (ปัจจุบันเรียกว่า “หมุนขึ้น” และ “หมุนลง”) อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้พิสูจน์ว่าอะตอมอยู่ในสถานะควอนตัมบริสุทธิ์ ดังนั้นจึงสามารถติดตามวิถีทั้งสองได้พร้อมกัน ดังที่Ron Folmanแห่งมหาวิทยาลัย Ben-Gurion แห่ง Negev แห่งอิสราเอล ชี้ให้เห็น อะตอมแต่ละตัวสามารถติดตามวิถีทางใดทางหนึ่งหรืออีกทางหนึ่ง แทนที่จะเป็นทั้งสองอย่างพร้อมกัน
ข้อดีของอินเตอร์เฟอโรเมตรีเพื่อแสดงให้เห็นว่าอนุภาคขนาดใหญ่สามารถมีอยู่ในการทับซ้อนของควอนตัม นักวิจัยจึงหันมาใช้อินเตอร์เฟอโรเมทรีแทน เป้าหมายในที่นี้คือการวางตำแหน่งแต่ละอนุภาคหรือคลื่นสสารในตำแหน่งที่แตกต่างกันสองตำแหน่งพร้อมกัน จากนั้นนำแพ็กเก็ตคลื่นทั้งสองกลับมารวมกันและวัดรูปแบบการรบกวนของพวกมัน
จนถึงปัจจุบัน อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ส่วนใหญ่
ที่พัฒนาขึ้นเพื่อจุดประสงค์นี้ได้รบกวนคลื่นของสสารโดยใช้ส่วนผสมของตะแกรงออปติคัลและฟิสิคัล อุปกรณ์ดังกล่าวทำให้เกิดขอบรบกวนจากโมเลกุลที่มีอะตอมมากถึงหลายพันอะตอม แต่การขยายเทคนิคไปยังวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่ามากอาจพิสูจน์ได้ยาก ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความจำเป็นในการสร้างตะแกรงที่มีระยะห่างระหว่างบรรทัดที่แคบลง
แผ่นโลหะที่มีภาพของ Otto Stern และ Walther Gerlach และแผนภาพการทดลองที่มีชื่อเสียงของพวกเขาทางเลือกหนึ่งที่มีแนวโน้มดีคือ การรวมการทดลอง Stern-Gerlach กับการทดลองอิเล็กตรอนแบบ double-slit โดยใช้สนามแม่เหล็กไม่เพียงแต่เพื่อแยกแพ็กเก็ตคลื่นที่แตกต่างกันออกไปเท่านั้น แต่ยังนำพวกมันกลับมารวมกันและรบกวนพวกมันด้วย การปรากฏตัวของขอบสัญญาณรบกวนจะพิสูจน์ว่ามีความสัมพันธ์เฟสที่แน่นอนระหว่างแพ็กเก็ตคลื่นทั้งสองซึ่งเป็นจุดเด่นของสถานะควอนตัมบริสุทธิ์ – เช่นเดียวกับรูปแบบการรบกวนที่ปรากฏในการทดลองแบบ double-slit แม้ว่าอิเล็กตรอนจะผ่านช่องหนึ่งที่ เวลา.
การสร้างอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ดังกล่าวถือเป็นความท้าทายอย่างยิ่งมาช้านาน เนื่องจากทั้งตำแหน่งและโมเมนตัมของแพ็กเก็ตคลื่นที่แยกจากกันจำเป็นต้องได้รับการฟื้นฟูด้วยความแม่นยำสูงมากสำหรับการสร้างขอบ แต่ความก้าวหน้าล่าสุดของชิปอะตอมได้เปลี่ยนมุมมอง วงจรไฟฟ้าขนาดเล็กเหล่านี้จะดักจับอะตอม ไอออน หรือโมเลกุลที่อยู่เหนือพื้นผิวของพวกมัน และทำให้สามารถผลิตการไล่ระดับสนามแม่เหล็กที่รุนแรงได้อย่างแม่นยำมากกว่าที่จะทำได้โดยใช้ขดลวดขนาดมหภาค
ครบวงจรFolman และคณะได้ปล่อยอะตอมของ
rubidium-87 ออกจากกับดักแม่เหล็กที่อยู่ใต้ชิปอะตอม และใช้พัลส์ความถี่วิทยุเพื่อวางอะตอมเหล่านี้ในตำแหน่งทับซ้อนของสถานะการหมุนสองสถานะ โดยการส่งพัลส์ของกระแสผ่านชิป พวกมันได้เปิดเผยอะตอมที่ตกลงมาอย่างอิสระไปยังการไล่ระดับแม่เหล็กสี่ครั้งติดต่อกันอย่างรวดเร็ว – แยกแพ็กเก็ตคลื่นของอะตอมแต่ละอันตามสองเส้นทาง หยุดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของแพ็กเก็ตคลื่น นำพวกมันกลับมารวมกันและในที่สุดก็หยุดพวกมัน อีกครั้ง.
ตามที่ Folman อธิบาย การกำหนดค่าแบบอิสระช่วยให้มั่นใจได้ถึงสภาพแวดล้อมที่สะอาดที่สุดสำหรับการทดสอบ “การดำเนินการทั้งสี่นั้นละเอียดอ่อนมาก เนื่องจากสองขั้นตอนสุดท้ายควรจะยกเลิกการกระทำของสองครั้งแรกอย่างแน่นอน” เขากล่าว “และถ้าคุณต้องการปิดลูปอย่างสมบูรณ์ คุณไม่ต้องการให้ฟิลด์อื่น – จากกับดัก – มาขวางทางคุณ”
ในการศึกษาก่อนหน้านี้ นักวิจัยได้สังเกตการรบกวนโดยใช้การตั้งค่าที่ง่ายกว่าที่เรียกว่าเครื่องวัดระยะ Stern-Gerlach แบบ half-loop ซึ่งแยกแพ็กเก็ตคลื่นและปล่อยให้ขยายเมื่อเวลาผ่านไปจนกว่าจะทับซ้อนกัน ในทางตรงกันข้าม อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบ “full-loop” ใหม่จะนำแพ็กเก็ตคลื่นกลับมารวมกัน และตรวจจับการรบกวนผ่านการเปลี่ยนแปลงของประชากรสปินมากกว่ารูปแบบขอบเชิงพื้นที่ นักวิจัยกล่าวว่าเทคนิคที่ซับซ้อนกว่านี้ควรทำให้สามารถสังเกตการรบกวนได้เร็วยิ่งขึ้น และไม่จำเป็นต้องสร้างภาพที่มีความละเอียดสูง
ไปสู่การทับซ้อนขนาดใหญ่ในบทความที่ตีพิมพ์ในScience Advancesโฟลแมนและเพื่อนร่วมงาน (รวมถึงนักทฤษฎีในเยอรมนี เนเธอร์แลนด์ และสหราชอาณาจักร) อธิบายว่าเครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบสมบูรณ์อาจถูกนำมาใช้ในการศึกษาการทับซ้อนของวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่ามากได้อย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาระบุความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการรบกวนแพ็กเก็ตคลื่นของชิ้นเพชรระดับนาโนที่มีอะตอมของคาร์บอนประมาณหนึ่งล้านอะตอมและการหมุนของไนโตรเจนว่างที่ฝังอยู่ภายใน
พวกเขาเขียนแง่มุมที่ยากเป็นพิเศษอย่างหนึ่งของปัญหานี้ คือการรวมแพ็กเก็ตคลื่นอีกครั้งในจุดที่เล็กกว่าความยาวที่เชื่อมโยงกันของ “อนุภาค” นาโนไดมอนด์ แม้ว่าเทคนิคการทำความเย็นแบบใหม่จะช่วยเพิ่มความยาวการเชื่อมโยงกันของนาโนไดมอนด์เป็นประมาณ 0.1 นาโนเมตร แต่ความแม่นยำในการทับซ้อนของการทดลองนั้นมีเพียง 100 นาโนเมตรเท่านั้น อย่างไรก็ตาม พวกเขามองโลกในแง่ดีว่าสามารถปรับปรุงความแม่นยำได้ด้วยลำดับความสำคัญสามระดับที่จำเป็นโดยการขับชิปอะตอมด้วยพัลส์กระแสที่แม่นยำยิ่งขึ้น เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
