|  | 13 июня 2012 | Новости науки и техники

Используя принципы квантовой механики, ученым удалось расщепить атом и затем соединить его снова.

Расщепление атома


Расщепление ядер атомов различных элементов используется в настоящее время достаточно широко. На реакции расщепления работают все ядерные электростанции, на этой реакции основан принцип действия всего ядерного оружия. В случае управляемой или цепной реакции, атом, разделившись на части, больше не может соединиться назад и вернуться в свое исходное состояние. Но, используя принципы и законы квантовой механики ученым удалось расщепить атом на две половинки и соединить их снова, не нарушив целостности самого атома.

Ученые из Боннского университета использовали принцип квантовой неопределенности, который позволяет объектам существовать сразу в нескольких состояниях. В эксперименте, с помощью некоторых физических уловок, ученые заставили единственный атом существовать сразу в двух местах, расстояние между которыми составляло чуть больше одной сотой миллиметра, что в атомном масштабе является просто огромным расстоянием.

Такие квантовые эффекты могут проявляться только при чрезвычайно низких температурах. Атом цезия с помощью света лазера был охлажден до температуры в одну десятую одной миллионной доли градуса выше абсолютного нуля. Охлажденный атом затем удерживался в оптической ловушке луча света другого лазера.

Известно, что ядро атома может вращаться в одном из двух направлений, в зависимости от направления вращения свет лазера толкает ядро вправо или влево. "Но у атома, в определенном квантовом состоянии может быть "раздвоение личности", одна его половина вращается в одну сторону, другая - в обратную. Но, при этом, атом все еще является целым объектом" - рассказывает ученый-физик Андреас Штеффен. Таким образом, ядро атома, части которого вращаются в противоположных направлениях, может быть расколото лучом лазера на две части и эти части атома могут быть разнесены на значительное расстояние, что и удалось реализовать ученым в ходе своего эксперимента.

Ученые утверждают, что используя подобный метод, можно создавать так называемые "квантовые мосты", являющиеся проводниками квантовой информации. Атом вещества разделяется на половинки, которые разводятся в стороны, пока не войдут в соприкосновение со смежными атомами. Образуется нечто вроде полотна дороги, пролет, соединяющий два столба моста, по которому может быть передана информация. Это возможно благодаря тому, что разделенный таким образом атом продолжает оставаться единым целым на квантовом уровне из-за того, что части атома запутаны на квантовом уровне.

Ученые Боннского университета собираются использовать такую технологию для моделирования и создания сложных квантовых систем. "Атом для нас является чем-то вроде хорошо смазанной шестеренки" - рассказывает доктор Андреа Альберти (Dr Andrea Alberti), руководитель группы ученых. - "Используя множество таких шестеренок можно создавать квантовое счетно-решающее устройство с характеристиками, намного превосходящими характеристики самых совершенных компьютеров. Надо только уметь правильно расположить и соединить эти шестеренки".




Ключевые слова:
Квантовая, Механика, Принцип, Неопределенности, Атом, Вращение, Лазер, Температура, Расщепление, Запутанность, Информация

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученым удалось создать графеновый "искусственный атом"
  • Ученым удалось заставить атом потерять рекордное количество электронов
  • Ученые научились "разговаривать" с искусственным "атомом"
  • Исследователям удалось сделать снимок тени, отбрасываемой одним единственны ...
  • Созданы первые квантовые биты, функционирующие при комнатной температуре.




  • 13 июня 2012 08:39
    #1 Написал: The_hacker

    Публикаций: 0
    Комментариев: 286
    или я плохо понял, или я не нашел где в статье описывается расщепление и собирание заного атома цезия....
    belay
        
    13 июня 2012 09:19
    #2 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    Цитата: The_hacker
    я не нашел

    невнимательно читали, очевидно
    ядро атома, части которого вращаются в противоположных направлениях, может быть расколото лучом лазера на две части и эти части атома могут быть разнесены на значительное расстояние, что и удалось реализовать ученым в ходе своего эксперимента.


    --------------------
        
    13 июня 2012 14:30
    #3 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    одна его половина вращается в одну сторону, другая - в обратную
    магия какая-то crying
    Состовляющие атома не материальные чтоли? Почему решили что неопределенность может работать с частями цельного атомома, ведь его целостность поддерживают прочные силы, а если он делится, то это реакция деления ядра с образованием двух новых ядер. В случае такой неопределенности каждый "кусочек" атома вращается в любом направлении, почему рассматривают только 2 направления, их может быть много по всем осям. Ну и интересно как определяют спин атомов и электронов, если он является неопределенным.
        
    13 июня 2012 15:57
    #4 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    Цитата: volod
    магия какая-то

    Эта магия называется квантовая физика. И да, некоторые моменты этой физики, квантовые эффекты, пока нельзя ничем объяснить кроме магии wink

    Цитата: volod
    В случае такой неопределенности каждый "кусочек" атома вращается в любом направлении

    Атом и его ядро не могут вращаться в произвольном направлении, они всегда находятся в одном из нескольких возможных квантовых состояний. Есть такой постулат в физике
    существует пространство состояний, никак не связанных с перемещением частицы в обычном пространстве.


    --------------------
        
    13 июня 2012 22:04
    #5 Написал: Eee

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Атом цезия с помощью света лазера был охлажден до температуры в одну десятую одной миллионной доли градуса выше абсолютного нуля.

    Что-то я не понял как можно охладить лучом лазера и какая это температура в градусах Цельсия?
        
    13 июня 2012 23:50
    #6 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    Цитата: Eee
    я не понял как можно охладить лучом лазера

    Читаем
    Раз, два и три


    --------------------
        
    14 июня 2012 21:33
    #7 Написал: Yngvin

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    а может мне кто-то объяснить как, во-первых, атом может быть одновременно в двух местах, а во-вторых как это вообще выглядит?
        
    15 июня 2012 01:00
    #8 Написал: Demnus

    Публикаций: 0
    Комментариев: 270
    Yngvin,
    Представьте себе, как выглядит смазанное движение на фотографии. Эта "смазанность" иллюстрирует, как бы, проекцию небольшого кусочка пространства-времени на пространство, которое потом еще раз спроецировали на плоскость.
    Только тут "смазанность" будет имееть место не во времени, а в вероятности(как в 5ом измерении).
        
    15 июня 2012 14:29
    #9 Написал: Academon

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    бредятина это всё.
    нас нарочно запутывают
        
    18 июня 2012 23:05
    #10 Написал: Yngvin

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Academon, если ты не в теме, то не значит что это неправда

    Demnus, просто как один и тот же атом может быть в двух местах, мне не понятно
        

    Информация

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