Искусство Шредингера: Микроскопические художественные произведения, нарисованные на "квантовом холсте" при помощи законов загадочной квантовой механики

Квантовая репродукция Моны Лизы


Исследователи из университета Квинсленда (University of Queensland, UQ) создали то, что можно назвать первыми в истории произведениями искусства, состоящими из квантовой материи, не подчиняющейся законам классической физики. Исследователи воспроизвели "Мону Лизу" и "Звездную Ночь" на своего рода "квантовом холсте", проецируя свет на конденсат Бозе-Эйнштейна, который представляет собой облако сверхохлажденных атомов в вакууме.

Конденсат Бозе-Эйнштейна является одной из самых экзотический форм материи, обладающей рядом уникальных свойств. Его также можно рассматривать как сверхтекучую жидкость (супержидкость), которая имеет нулевое значение показателя вязкости и за счет этого может течь в любом направлении без сопротивления. Конденсат Бозе-Эйнштейна получают, охлаждая облако атомов рубидия до максимально низкой возможной температуры, до нескольких миллиардных долей градуса выше температуры абсолютного нуля. При такой температуре тепловые колебания атомов практически отсутствуют и все облако атомов можно рассматривать как один большой целый атом.

Это, в свою очередь, позволяет увидеть квантовое поведение "атома" конденсата Бозе-Эйнштейна в более крупном масштабе. Помимо этого, конденсат Бозе-Эйнштейна был использован в ряде экспериментов для создания весьма экзотических форм материи, таких, как сверхтвердые частицы, экситониум, гигантские атомы с атомами других элементов внутри и жидкости, имеющие отрицательную массу.

Экспериментальная установка


В своих экспериментах исследователи из университета Квинсленда использовали конденсат Бозе-Эйнштейна в качестве "квантового холста", на котором воспроизводились крошечные проекции упомянутых выше художественных произведений и фотографии самих исследователей. Размер этих изображений составлял 100 микрон в ширину, что сопоставимо с толщиной человеческого волоса. А один пиксел изображения состоял в среднем из 50 атомов конденсата.

Можно предположить, что исследователи использовали технологию, подобную технологии создания голографических изображений в облаке дыма или водяного пара. Но это не так, для проецирования изображений эти исследователи использовали исключительно законы и явления квантовой механики. Одной из главных причуд квантовой механики является то, что в пределах конденсата Бозе-Эйнштейна у каждого из его атомов нет четкого местоположения до того момента, пока это положение не будет измерено. С этой точки зрения, атомы конденсата весьма напоминают известную кошку Шредингера.

Атомы внутри облака конденсата Бозе-Эйнштейна находятся сразу во всех возможных местоположениях до тех пор, пока не производится измерение. В данном случае, в качестве этого измерения выступает освещение конденсата Бозе-Эйнштейна светом, несущим проекцию изображения. При этом происходит интересный эффект, атомы конденсата начинают концентрироваться в более темных областях проецируемого изображения.

Квантовое цветное изображение


"Состояние суперпозиции конденсата разрушается при его освещении" - рассказывает Тайлер Нили (Tyler Neely), ведущий исследователь, - "И в результате этого мы получаем картину, состоящую не из света, а из атомов, плотность которых распределена соответствующим образом и сохраняется некоторое время после того, как свет отключается".

Создаваемые изображения получаются черно-белыми, но ученым удалось синтезировать и цветные изображения, повторяя эксперимент три раза с использованием светофильтров красного, зеленого и синего цвета. А результирующее цветное изображение было синтезировано позже при помощи компьютера.

Разрушение волновых функций атомов конденсата Бозе-Эйнштейна превращает этот конденсат в весьма странный вид материала для изготовления произведений искусства, которое исследователи назвали "искусством Шредингера". В скором времени исследователи планируют привлечь к своим экспериментам некоторых профессиональных художников, которые должны помочь им раскрыть весь потенциал "искусства Шредингера". Параллельно с этим будут вестись исследования, нацеленные на поиск возможностей использования данной технологии в областях квантовых коммуникаций и квантовых вычислений.




Ключевые слова:
Квантовая, Физика, Механика, Конденсат, Бозе, Эйнштейн, Свет, Атом, Картина, Произведение, Искусство, Шредингер

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученым-физикам удалось ускорить в сто раз процесс создания конденсата Бозе- ...
  • Ученые впервые "сплели узлы" из сверхохлажденного квантового газа
  • Впервые в истории науки конденсат Бозе-Эйнштейна был получен при комнатной ...
  • Первая реализация спинового эффекта Холла является шагом к дальнейшему разв ...
  • Квантовый термометр сможет измерить самую низкую температуру во Вселенной




  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.