Fizikantët rikrijojnë eksperimentin klasik “Double-Slit” duke përdorur kohën në vend të hapësirës

Një ekip fizikantësh ka rikrijuar një eksperiment klasik në fizikën e grimcave me një kthesë dimensionale, duke e kryer atë në kohë dhe jo vetëm në hapësirë. Në këtë proces, ata shfaqën dobinë e një materiali unik për eksperimentet e ardhshme.

Studiuesit ridizajnuan eksperimentin me dy çarje, i cili u krye për herë të parë në 1801 dhe demonstroi një tipar kurioz të dritës: se ajo mund të sillet edhe si grimcë edhe si valë.

Eksperimenti origjinal testoi se si drita lëvizte nëpër hapësirë; interpretimi i fundit testoi se si drita do të udhëtonte nëse do të lejohej vetëm në kohë specifike. Detajet e punës së ekipit janë publikuar sot në Nature Physics.

“Eksperimenti ynë zbulon më shumë rreth natyrës themelore të dritës, ndërsa shërben si një gur hapi për krijimin e materialeve përfundimtare që mund të kontrollojnë në mënyrë të përpiktë dritën në hapësirë dhe në kohë,” tha Riccardo Sapienza, një fizikant në Kolegjin Imperial në Londër dhe autori kryesor i studimit. , në një njoftim universitar.

Në eksperimentin tradicional, një rreze drite projektohet në një pengesë, pas së cilës është një detektor fotosensiv. Barriera ka dy të çara paralele. Nëse hidhni lëndë të zakonshme në barrierë, ato do të formonin afërsisht të njëjtën formë si të çarat në detektor. Por kur drita hidhet mbi të çarat, ajo ndahet në dy valë që kalojnë nëpër barrierë dhe kryqëzohen në anën tjetër. Megjithëse ka vetëm dy të çara për të kaluar dritën, materiali fotosensiv tregon më shumë se dy shufra drite.

Kur valët e dritës kryqëzohen, ato rikombinohen dhe anulojnë njëra-tjetrën, duke krijuar një model me brez në materialin fotosensiv. Eksperimenti ishte një moment vendimtar për të kuptuar sjelljen e grimcave të vogla dhe hapi rrugën për eksperimente të ngjashme me elektrone dhe madje edhe me antimateries dhe fushën e mekanikës kuantike në tërësi (e cila nuk ekzistonte në 1801).

Në punën e re, studiuesit bënë një ndryshim të madh: Ata këmbyen një ekran të zakonshëm me dy të çara për një film indium-kallaj-oksid – i njëjti material që përdoret në ekranet moderne të telefonit. (Është në fakt një metamaterial, ose një material që nuk gjendet në natyrë, që është projektuar të sillet në një mënyrë të caktuar.)

Studiuesit ndryshuan reflektimin e ekranit duke përdorur lazer ultra të shpejtë, të cilët lejonin që drita të kalonte vetëm në periudha të caktuara, me një distancë prej katërmilionëshe të sekondës. Në thelb, ata ndërtuan një kabinë kuantike të pagesës, duke përdorur lazerët për të krijuar çarje të varura nga koha në barrierë. Edhe kur ata lejuan vetëm një foton të kalonte në ekran, drita prodhoi një model ndërhyrjeje.

Oksidi-indium-kallaj është projektuar për t’iu përgjigjur shpejt dritës, duke e bërë atë ideal për testimin e sjelljes së dritës në shkallët kohore ultra të shpejta. Impulset lazer përdoren gjithashtu për të përmirësuar qëndrueshmërinë e biteve kuantike, ose kubiteve, duke përdorur parime të ngjashme të hetimit të sjelljes së grimcave kuantike në kohë.

Më pas, ekipi hulumtues shpreson të kthejë vëmendjen e tij ndaj sjelljes së kristaleve të kohës, ose kristaleve, strukturat e të cilëve ndryshojnë përgjatë rasteve të kohës.