‎เว็บตรง เอฟเฟกต์ควอนตัมแปลก ๆ ที่สามารถเปลี่ยนสสารที่มองไม่เห็นในที่สุดก็แสดงให้เห็น‎

‎เว็บตรง เอฟเฟกต์ควอนตัมแปลก ๆ ที่สามารถเปลี่ยนสสารที่มองไม่เห็นในที่สุดก็แสดงให้เห็น‎

‎ โดย ‎‎ ‎‎ ‎‎Ben Turner‎‎ ‎‎ ‎‎ เผยแพร่เมื่อ ‎‎20 พฤศจิกายน 2021 เว็บตรง ‎‎เทคนิคนี้สามารถใช้เพื่อหยุดการสูญเสียข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม‎‎แสงเลเซอร์สีน้ําเงินที่ใช้โดยหนึ่งในการทดลองเพื่อตรวจจับความโปร่งใสที่เพิ่มขึ้นของก๊าซ‎‎ ‎‎(เครดิตภาพ: คริสเตียน ซานเนอร์, เย แล็บส์/JILA)‎

‎ผลควอนตัมแปลก ๆ ที่คาดการณ์ไว้เมื่อหลายสิบปีก่อนได้รับการแสดงให้เห็นในที่สุด – ถ้าคุณทําให้เมฆ

ของก๊าซเย็นและหนาแน่นพอคุณสามารถทําให้มันมองไม่เห็น‎

‎นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ใช้เลเซอร์บีบและเย็นก๊าซ‎‎ลิเธียม‎‎กับความหนาแน่นและ‎‎อุณหภูมิ‎‎ต่ําพอที่จะกระจัดกระจายแสงน้อยลง หากพวกเขาสามารถทําให้เมฆเย็นลงใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ (ลบ 459.67 องศาฟาเรนไฮต์หรือลบ 273.15 องศาเซลเซียส) พวกเขาบอกว่ามันจะมองไม่เห็นอย่างสมบูรณ์‎‎ผลกระทบที่แปลกประหลาดเป็นตัวอย่างเฉพาะครั้งแรกของกระบวนการ‎‎ทางกลควอนตัม‎‎ที่เรียกว่าการปิดกั้นพอลลี ‎‎”สิ่งที่เราสังเกตเห็นคือรูปแบบหนึ่งที่พิเศษและเรียบง่ายของการปิดกั้น Pauli ซึ่งก็คือมันป้องกัน‎‎อะตอม‎‎จากสิ่งที่อะตอมทั้งหมดจะทําตามธรรมชาติ: แสงกระจาย” ‎‎ นี่เป็นข้อสังเกตที่ชัดเจนครั้งแรกที่ผลกระทบนี้มีอยู่และแสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์ใหม่ในฟิสิกส์” ‎

‎เทคนิคใหม่นี้สามารถนําไปใช้ในการพัฒนาวัสดุป้องกันแสงเพื่อป้องกันการสูญเสียข้อมูลในคอมพิวเตอร์ควอนตัม ‎

‎ที่เกี่ยวข้อง: ‎‎ตอนนี้คุณเห็นมัน: 6 นิทานของการล่องหนในวัฒนธรรมป๊อป‎

‎การปิดกั้น Pauli มาจากหลักการยกเว้น Pauli ซึ่งกําหนดครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวออสเตรียที่มีชื่อเสียง Wolfgang Pauli ในปี 1925 พอลลีตั้งท่าว่าอนุภาคเฟอร์เมียนที่เรียกว่าทั้งหมดเช่นโปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอน – ด้วยสถานะควอนตัมเดียวกันซึ่งกันและกันไม่สามารถอยู่ในพื้นที่เดียวกันได้ ‎

‎เพราะในระดับควอนตัมที่น่ากลัวมีเพียงจํานวนจํากัดของสถานะพลังงานนี้บังคับให้อิเล็กตรอนในอะตอมที่จะซ้อนตัวเองเป็นเปลือกของระดับพลังงานที่สูงขึ้นที่วงโคจรไปรอบ ๆ นิวเคลียสอะตอม นอกจากนี้ยังช่วยให้อิเล็กตรอนของอะตอมแยกออกจากกันเพราะตาม‎‎กระดาษ‎‎ ‎‎1967 ร่วมเขียนโดยนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียง Freeman Dyson โดยไม่มีหลักการยกเว้นอะตอมทั้งหมดจะยุบตัวลงด้วยกันในขณะที่ปะทุในการปล่อยพลังงานมหาศาล ‎

‎ผลลัพธ์เหล่านี้ไม่เพียง แต่สร้างการเปลี่ยนแปลงที่น่าตกใจขององค์ประกอบของ‎‎ตารางธาตุ‎‎ แต่ยังป้องกันเท้าของเราเมื่อปลูกบนสิ่งสกปรกจากการล้มลงสู่พื้นดินพาเราร่วงลงสู่ศูนย์กลาง‎‎ของโลก‎

‎หลักการยกเว้นใช้กับอะตอมในก๊าซด้วย โดยปกติแล้วอะตอมในเมฆก๊าซมีพื้นที่มากมายที่จะกระเด้ง

ไปมาซึ่งหมายความว่าแม้ว่าพวกเขาอาจเป็น fermions ที่ผูกมัดด้วยหลักการยกเว้น Pauli แต่ก็มีระดับพลังงานว่างเพียงพอสําหรับพวกเขาที่จะกระโดดเข้าไปเพื่อให้หลักการที่จะไม่ขัดขวางการเคลื่อนไหวของพวกเขาอย่างมีนัยสําคัญ ส่งโฟตอนหรืออนุภาคแสงเข้าไปในเมฆก๊าซที่ค่อนข้างอบอุ่นและอะตอมใด ๆ ที่กระแทกจะสามารถโต้ตอบกับมันดูดซับโมเมนตัมที่เข้ามาหดตัวในระดับพลังงานที่แตกต่างกันและกระจายโฟตอนออกไป ‎

‎แต่เย็นก๊าซลงและคุณมีเรื่องราวที่แตกต่างกัน ตอนนี้อะตอมสูญเสียพลังงานเติมรัฐที่ต่ําที่สุดที่มีอยู่ทั้งหมดและสร้างประเภทของสสารที่เรียกว่าทะเลเฟอร์มี อนุภาคตอนนี้ถูกหุ้มด้วยกันไม่สามารถเคลื่อนที่ขึ้นไปในระดับพลังงานที่สูงขึ้นหรือลดลงเพื่อลดลง ‎

‎ณ จุดนี้พวกเขาซ้อนกันอยู่ในเปลือกหอยเหมือนคอนเสิร์ตที่นั่งอยู่ในเวทีที่ขายหมดแล้วและไม่มีที่ไปถ้าตีนักวิจัยอธิบาย มันอัดแน่นจนอนุภาคไม่สามารถโต้ตอบกับแสงได้อีกต่อไป แสงที่ส่งเข้ามาคือพอลลีถูกปิดกั้นและจะผ่านตรงไป‎

‎”อะตอมสามารถกระจายโฟตอนได้ก็ต่อเมื่อมันสามารถดูดซับแรงเตะของมันได้โดยการย้ายไปที่เก้าอี้ตัวอื่น” Ketterle กล่าว “หากเก้าอี้อื่น ๆ ทั้งหมดถูกครอบครองก็จะไม่มีความสามารถในการดูดซับเตะและกระจายโฟตอน ดังนั้นอะตอมจึงโปร่งใส”‎

‎ที่เกี่ยวข้อง: ‎‎18 ครั้งอนุภาคควอนตัมพัดใจของเราใน 2018‎

‎แต่การได้รับเมฆปรมาณูไปยังสถานะนี้เป็นเรื่องยากมาก มันไม่เพียง แต่ต้องการอุณหภูมิต่ําอย่างไม่น่าเชื่อ แต่ยังต้องบีบอะตอมเพื่อบันทึกความหนาแน่น มันเป็นงานที่ละเอียดอ่อนดังนั้นหลังจากจับก๊าซของพวกเขาภายในกับดักปรมาณูนักวิจัยระเบิดมันด้วยเลเซอร์ ‎ เว็บตรง