거울 앞에 서서, 우리는 쉽게 우리의 미러 이미지에서 별개로 자신을 알 수 있습니다. 거울은 어떤 식으로든 우리의 운동에 영향을 미치지 않습니다. 양자 입자의 경우이 훨씬 더 복잡합니다. 함께 TU 뮌헨과 TU 비엔나에서 동료들과 하이 델베르크 대학, 대학 하이 델베르크에서 물리학 그룹의 실험실에서 멋진 실험에 아인슈타인에 의해 gedankenexperiment을 확장하고 입자와 미러 이미지 사이의 구별을 흐려 수 있었다.
본 실험의 결과는 이제 저널 "에 게재되었습니다 자연 물리학 ".
거울을 향해 또는 멀리 미러에서? 물리학은 양자 중첩 상태에있는 원자를 만듭니다.
방출 빛, Recoiling 아톰
원자가 특정 방향으로 (즉, 광자) 빛을 방출하면 반대 방향으로 recoils. 광자가 측정되면, 원자의 움직임도 잘 알려져 있습니다. 과학자들은 거울 매우 밀접하게 원자 배치. 이 경우에는 관찰자로 여행하는 광자에 대한 두 가지 경로가있다 : 그것은 관찰자의 방향에 직접 방출 것일 수도, 아니면 반대 방향으로 여행을 할 수 후 거울에 반영되었습니다. 이 두 시나리오의 구별 방법이 없다면, 원자의 움직임이 결정되지, 원자 두 경로의 중첩으로 이동합니다.
"원자와 거울 사이의 거리가 매우 작은 경우,이 두 경로를 구분하는 물리적으로 불가능하다"하이 델베르크에서 지리산 Tomkovic, 박사 과정 학생은 설명합니다. 입자와 미러 이미지는 분명 더 이상 분리 될 수 없습니다. 원자는 그 거울을 향해 멀리 동시에 미러에서 이동합니다. 이것은 역설 사운드 수 있고 그것은 매크로 개체에 대한 고전적인 phyiscs에 확실히 불가능하지만, 양자 물리학, 그런 superpositions는 잘 알려진 현상입니다. "원자의 상태에 대한 불확실성이의 측정 정밀도를 부족 것을 의미하는 것은 아닙니다"요르그 Schmiedmayer (TU 비엔나)는 강조합니다. "그것은 양자 물리학의 기본 속성입니다 : 입자가 simultaneousely 두 가지 상태 모두에, 그것은 중첩에 있습니다." 실험에서 원자의 두 운동의 상태 - 하나는 거울과 다른 거리에 거울에서 이동 방향으로 이동이 - 다음 레이저 빛을 만든 격자의 브래그 회절을 사용하여 결합됩니다. 간섭 관찰 그것은 바로 원자가 실제로 한 번에 두 경로를 여행했다는 표시하실 수 있습니다.
동시에 다른 경로
이것은 파도처럼 양자 기계적 특성으로 인해 입자가 동시에 가늘고 길게 찢어진 곳을 통해이 가늘고 길게 찢어진와 패스와 접시를 명중하는 유명한 이중 슬릿 실험의 연상이다. 아인슈타인은 이미 입자가 실제로 이중 슬릿 플레이트 자체의 어떤 작은 반동의 인사조차하지 않는 정확한 측정, 선택하는 경로를 결정하는 방법이 없다면 이것이 가능 수 있습니다 논의했다. 즉시 그곳으로 입자의 경로를 결정에도 이론적으로 가능한 방법은 양자 중첩은 고장. "우리 경우에는 광자가 이중 슬릿과 비슷한 역할을", 마르쿠스 Oberthaler이 (하이 델베르크 대학) 설명합니다. "빛이, 원칙적으로, 원자의 움직임에 대한 정보를 알 수있다면 모션이 unambiguously 결정됩니다. 그것이 근본적으로 undecidable입니다 때만 원자 두 가능성을 결합 중첩 상태에있을 수 있습니다." 그리고이 기본 undecidability는 광자 운동량을 소요 거울에 의해 보장됩니다.
양자 효과 - 전용 미러를 사용하여
이러한 양자 - superpositions를 만들 수있는 조건 하에서 탐색하는 것은 양자 물리학에서 매우 중요한되고 있습니다. 요르그 Schmiedmayer와 마르쿠스 Obertaler은 이미 몇 년 전에 해당 실험에 대한 아이디어를 내놓았다. "이 실험에 관한 재미있는 것은"과학자들이 말하는, "외부 필드없이, 오직 거울을 사용하여 양자 중첩 상태를 만들 수있다는 점입니다." 매우 간단하고 자연적인 방법으로 입자 및 미러 이미지 사이의 구분은 실험자에 의해 실시 복잡한 작업없이 흐리게됩니다.