Ֆիզիկոսներն առաջին անգամ դիտարկել են քվანտային տարածաժամանակային սահմանը

Ռեգենսբուրգի համալսարանի և Մաքս Պլանկի ինստիտուտի թիմը դիտարկել է էլեկտրոնի դիրքի և ժամանակային էվոլյուցիայի միաժամանակյա չափման նոր քվանտային սահմանափակում՝ արդյունքները հրապարակելով հինգշաբթի օրը Nature Photonics ամսագրում:nature+1
«Տարածաժամանակային սահմանը» տարբերվում է Հայզենբերգի անորոշության սկզբունքից և փոխարենը կարգավորում է տարածական լուծաչափի և ժամանակային ճշգրտության միջև փոխզիջումը էլեկտրոնների չափումների ժամանակ:nature+1
Օգտագործված տեխնիկան կիրառել է լուսային ալիքով կառավարվող սկանավորող թունելային մանրադիտակ՝ ենթաանգստրեմային և ատովայրկյանային ճշգրտությամբ, ինչը կարող է ազդել ապագա քվանտային սարքերի նախագծման վրա:nature+1

Ֆիզիկոսներն առաջին անգամ դիտարկել են հիմնարար քվանտային սահմանը, թե որքան ճշգրիտ կարելի է միաժամանակ չափել առանձին էլեկտրոնի դիրքը և ժամանակային էվոլյուցիան, ըստ 2026 թվականի հուլիսի 3-ին Nature Photonics-ում հրապարակված հետազոտության:uni-regensburg+1

Նոր քվանտային սահմանափակում

Հետազոտությունը, որն իրականացվել է Ռեգենսբուրգի համալսարանի RUN-ի (Ուլտրաարագ նանոսկոպիայի Ռեգենսբուրգի կենտրոն) թիմի կողմից՝ պրոֆեսորներ Յաշա Ռեպի, Ռուպերտ Հուբերի, Ֆրանց Գիսիբլի և Կլաուս Ռիխտերի ղեկավարությամբ, Համբուրգի Մաքս Պլանկի ինստիտուտում Անխել Ռուբիոյի խմբի հետ համագործակցությամբ, ցույց է տալիս, որ ատոմային մասշտաբի լուսային ալիքով կառավարվող սկանավորող թունելային մանրադիտակը ատովայրկյանային ժամանակային լուծաչափով կարող է հետևել պատնեշով անցնող առանձին էլեկտրոններին, սակայն միայն որոշակի սահմաններում:nature+1

Թիմը պարզել է, որ էլեկտրոնի դիրքի պատկերման ժամանակ ավելի բարձր տարածական լուծաչափի հասնելը տեղի է ունենում ժամանակային ճշգրտության հաշվին և հակառակը: Այս փոխզիջումը ներկայացնում է այն, ինչ հետազոտողներն անվանում են «տարածաժամանակային սահման»՝ սահմանափակում, որը տարբերվում է Հայզենբերգի հայտնի անորոշության սկզբունքից, որը կարգավորում է դիրքը և իմպուլսը: Փոխարենը, նոր հաստատված սահմանը վերաբերում է դիրքին և ժամանակին՝ բացահայտելով քվանտային մեխանիկական էլեկտրոնային ալիքային ֆունկցիաների ներքին հատկությունը:idw-online+1

Ինչպես է դա արվել

Հետազոտողները օգտագործել են լուսային ալիքով կառավարվող սկանավորող թունելային մանրադիտակ, որը կիրառում է տերահերցային և միջին ինֆրակարմիր լույսի առանձին ցիկլեր՝ թունելային էլեկտրոնները ենթաանգստրեմային տարածական լուծաչափով և ատովայրկյանային ժամանակային ճշգրտությամբ հետազոտելու համար: Գրգռումից հետո դիտարկվել է էլեկտրոնների թունելային անցումը մանրադիտակի միացման կետով, և թիմը հետևել է դրանց ներքին քվանտային շարժմանը այն մասշտաբներում, որտեղ տարածաժամանակային սահմանը դառնում է նկատելի:nature+1

«Էլեկտրոնների հետևումը տարածաժամանակային սահմանին» վերնագրով հոդվածում թվարկված են հեղինակները, այդ թվում՝ Կ. Ռիխտերը, Ֆ. Ջ. Գիսիբլը, Ֆ. Պ. Բոնաֆեն, Մ. Ա. Հուբերը, Ա. Ռուբիոն, Ջ. Ռեպը և Ռ. Հուբերը:idw-online

Հետևանքները քվանտային տեխնոլոգիաների համար

Բացահայտումները հետևանքներ ունեն ապագա քվանտային տեխնոլոգիաների զարգացման համար: Սահմանելով չափելի սահման այն մասին, թե ինչ կարելի է իմանալ էլեկտրոնի վարքագծի մասին տարածության և ժամանակի մեջ, աշխատանքը շրջանակ է ստեղծում էլեկտրոնների թունելային դինամիկան դրանց ամենահիմնարար մակարդակում հասկանալու համար: Սա կարող է ազդել քվանտային սարքերի նախագծման վրա, որոնք հիմնված են ատոմային մասշտաբներում էլեկտրոնների ճշգրիտ վերահսկվող վարքագծի վրա:

Աղբյուրներ (40)