Ερευνητές από το Imperial College του Λονδίνου και το Πανεπιστήμιο του Λάνκαστερ πρότειναν μια νέα προσέγγιση για τον έλεγχο των ορίων εφαρμογής της κβαντικής μηχανικής.

Η κβαντική φυσική έχει από καιρό προσφέρει στην ανθρωπότητα ένα κομψό πλαίσιο για την κατανόηση του μικροσκοπικού κόσμου. Ωστόσο, κβαντικά φαινόμενα δεν υπάρχουν στην καθημερινότητά μας.

Πολλοί παράγοντες συμβάλλουν στη μετάβαση μεταξύ του κβαντικού και του κλασικού καθεστώτος, αλλά υπάρχει κάποιος θεμελιώδης μηχανισμός που οδηγεί σε αυτή τη μετάβαση; Και πώς ακριβώς μια κυματοσυνάρτηση που αποτελείται από πολλαπλές πιθανότητες καταρρέει σε ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα;

Πολλά μοντέλα, που συλλογικά αναφέρονται ως θεωρίες αντικειμενικής κατάρρευσης, έχουν προταθεί με την ελπίδα να αντιμετωπιστούν αυτά τα εκκρεμή θεμελιώδη ερωτήματα. Αλλά η δοκιμή αυτών των θεωριών παραμένει πειραματική πρόκληση.

Τώρα μια ομάδα ερευνητών δημοσίευσε μια εργασία σχετικά με έναν νέο τρόπο διερεύνησης αυτών των θεωριών αντικειμενικής κατάρρευσης στο εργαστήριο.

Η πρόταση δημοσιεύεται στο AVS Quantum Science.

Η μέθοδος των ερευνητών εκμεταλλεύεται το “displacemon”, μια ηλεκτρομηχανική συσκευή που αποτελείται από έναν μηχανικό συντονιστή συνδεδεμένο με υπεραγώγιμο qubit. Με το χειρισμό του qubit, προτείνουν μια τεχνική για την ανίχνευση αποκλίσεων από την τυπική κβαντική θεωρία με τρόπο που θα μπορούσε να εξηγηθεί από την αντικειμενική κατάρρευση.

Ο Δρ Edward Laird, ο οποίος ηγείται μιας ερευνητικής ομάδας στο κβαντικό ηλεκτρονικές συσκευές στο Πανεπιστήμιο του Λάνκαστερ λέει ότι “το displacemon δεν είναι μόνο ένα εργαλείο για τη δοκιμή θεμελιωδών κβαντομηχανικών, αλλά μπορεί επίσης να είναι η βάση νέων τεχνολογιών ανίχνευσης. Θα είναι εξαιρετικά συναρπαστικό να κάνουμε τα πρώτα πειράματα με αυτήν τη συσκευή.”

Ενώ έχει σημειωθεί μεγάλη πρόοδος στον περιορισμό της ισχύος αυτών των μοντέλων, απαιτούνται περαιτέρω πειράματα για να φωτιστεί το όριο από κβαντικό προς κλασικό.

«Πράγματι, αυτά τα μελλοντικά πειράματα προσφέρουν συναρπαστική υπόσχεση για την ανίχνευση της κβαντικής μηχανικής σε όλο και μεγαλύτερες κλίμακες», λέει ο Michael Vanner, Κύριος Ερευνητής του Εργαστηρίου Κβαντικών Μετρήσεων στο Imperial College του Λονδίνου.

Το displacemon παρέχει μια νέα διαδρομή για τη δοκιμή μοντέλων κατάρρευσης αξιοποιώντας τις πειραματικές προόδους που έγιναν στην κρυογονική και τις υπεραγώγιμες τεχνολογίες. Κεντρικό στοιχείο στη συσκευή μετατόπισης είναι ένας μηχανικός συντονιστής που ταλαντώνεται πάνω-κάτω σαν χορδή μινιατούρας κιθάρας και ενσωματώνεται σε ένα υπεραγώγιμο qubit. Αυτή η σαρωτική κίνηση αλληλεπιδρά με α μαγνητικό πεδίο με τρόπο που συνδέει τις ιδιότητες της συσκευής qubit και του συντονιστή, με τη δράση του ενός να επηρεάζει το άλλο. Η αρχιτεκτονική της συσκευής προσφέρεται για τη δημιουργία μιας κβαντικής υπέρθεσης των δονήσεων της χορδής.