Gdzie jest granica między fizyką klasyczną i kwantową? Wyjątkowy przyrząd obserwuje oba światy

Określenie położenia granicy dzielącej fizykę klasyczną od kwantowej nie należy do łatwych zadań. Europejscy naukowcy stworzyli niedawno urządzenie, które zapewnia wielki postęp w tym kontekście. Pozwala bowiem śledzić zjawiska zachodzące w obu tych światach – i to jednocześnie.
Gdzie jest granica między fizyką klasyczną i kwantową? Wyjątkowy przyrząd obserwuje oba światy

Artykuł, którego autorzy wyjaśniają, czego tak naprawdę dokonali, jest dostępny w Optica. Jak się okazuje, powstały we Włoszech przyrząd wykorzystuje zjawisko lewitacji nanoobiektów w skupionej wiązce lasera. Jest ono związane ze zdolnością światła do przechwytywania pojedynczych mikroskopijnych cząstek, co zaobserwowano po raz pierwszy w latach 80. ubiegłego wieku.

Czytaj też: Tysiące splątanych spinów zrobiły coś niesamowitego. Wielki sukces fizyków będzie miał konsekwencje dla nas wszystkich

Z czasem lewitacja optyczna została dopracowana, a teraz posłużyła członkom zespołu badawczego do dokonania znaczącego przełomu. Mówiąc krótko: autorzy tych badań zbadali granicę oddzielającą fizykę klasyczną i kwantową. Ta pierwsza obejmuje zjawiska fizyczne, w których nie występują efekty kwantowe. Druga stanowi natomiast rozszerzenie pierwszej, wypełniające luki, których nie da się uzupełnić samą mechaniką klasyczną. 

Zaprojektowany przez włoskich naukowców przyrząd pozwala eksplorować granicę dzielącą fizykę klasyczną i kwantową. Jego twórcy wykorzystali w tym celu zjawisko lewitacji optycznej

Fizyka kwantowa jest też bardzo istotna ze względu na możliwość określania właściwości materii w świecie, który jest tak mały, że trudno go śledzić nawet z wykorzystaniem zaawansowanych narzędzi. Badania poświęcone obu wspomnianym mechanikom były do tej pory ograniczone, ponieważ naukowcy nie byli w stanie prowadzić jednoczesnej eksploracji obu światów. Teraz sytuacja uległa poważnej zmianie.

Francesco Marin z Uniwersytetu we Florencji oraz jego współpracownicy skorzystali z dobrodziejstw lewitacji optycznej. Wszystko po to, aby doprowadzić do sytuacji, w której nanosfery zostały uwięzione za pośrednictwem wiązek światła o różnych kolorach. Taka pułapka optyczna sprawiła, że wspomniane nanosfery oscylowały wokół swojego punktu równowagi z określonymi częstotliwościami. To z kolei utorowało drogę do obserwacji do obserwacji zachowań typowych zarówno dla fizyki kwantowej, jak i klasycznej. 

Czytaj też: Mechaniczny kubit zrewolucjonizuje to, jak wykonujemy obliczenia. Powstał w Europie

Dotychczasowe dokonania powinny zaprocentować chociażby w odniesieniu do dalszych badań poświęconych grupowo oddziałujących nanoukładów: zarówno w warunkach mechaniki klasycznej, ale i kwantowej. To z kolei zapewni dodatkowy wgląd w intrygującą granicę oddzielającą oba te światy.