Los físicos del MIT han presentado una versión ideal de una de las experiencias famosas en física cuántica. Sus resultados muestran que, con precisión de nivel nuclear, con una naturaleza doble pero irregular de la luz. También tienen que confirmar que Albert Einstein estaba equivocado sobre este escenario cuántico particular.
La experiencia subyacente es una experiencia de doble tragamonedas, que fue presentada por primera vez por el erudito británico Thomas Young en 1801 para mostrar cómo la luz se comporta como una ola. Hoy, con la formación de la mecánica cuántica, la experiencia de doble ranura ahora es conocida por su demostración increíblemente simple, que es conocida por la demostración increíblemente simple de una breve realidad: esta luz existe como una partícula y una onda. Aún extraños, este doble no se puede observar simultáneamente. Ver la luz en forma de partículas rápidamente bordeó la naturaleza de su onda, y viceversa.
La experiencia original incluye brillar el haz de luz a través de dos ranuras paralelas y observar la muestra que se formó en una segunda pantalla remota. Se puede esperar que algunos vean dos ubicaciones de luz de superposición, que demuestra que las partículas de luz son como el fotón de alias, como las bolas de pintura que caminan directamente. Pero en cambio, la luz prepara repetidamente a Striops brillantes y oscuros en la pantalla, como lo que sucede cuando se encuentran dos ondas en el estanque de manera interferencia. Esto muestra que la luz se comporta como una ola. Incluso cuando el waverrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrru presenta 3 analizados como partículas y los extremos de la muestra de interferencia.
La experiencia de doble slot hoy se enseña en la mayoría de las clases de física de la escuela secundaria como una manera fácil de explicar el principio básico de la mecánica cuántica: que todos los objetos físicos, incluida la luz, son partículas y ondas simultáneamente.
Hace aproximadamente un siglo, el experimento fue el foco de un debate amistoso entre los físicos Albert Einstein y Niles Bohr. En 1927, Einstein argumentó que la partícula de fotones solo debe pasar por una de las dos ranuras y que el proceso crea un ligero poder en esta grieta, ya que vuela como un pájaro como un pájaro. Sugirió que tal poder se puede detectar incluso observando el estilo de interferencia, atrapando así la naturaleza de la luz y la ola al mismo tiempo. En respuesta, Bohr implementó el principio de incertidumbre mecánica cuántica y demostró que la detección de la ruta del fotón eliminaría el estilo de interferencia.
Los científicos han seguido varias versiones de la experiencia de doble hendidura, y tienen diferentes grados, confirmaron la autenticidad de la teoría cuántica desarrollada por Bohr. Ahora, los físicos del MIT han presentado la versión más “ideal” de la experiencia de doble tragamonedas hasta la fecha. Su versión elimina esta experiencia en sus accesorios cuánticos. Usaron átomos individuales como ranuras, y usaron vigas de luz débiles para que cada átomo esté en su mayoría disperso en un fotón. Al desarrollar átomos en varios estados cuánticos, lograron editar la información recibida por los átomos sobre la ruta de los fotones. Investigadores como esta confirmaron predicciones de la teoría cuántica: se obtuvo más y más información sobre la ruta (es decir, la partícula), la muestra de interferencia fue baja.
Mostraron lo que Einstein estaba mal. Cada vez que un átomo es “agitado” por el fotón, la interferencia en la onda disminuye.
“Einstein y Bohr nunca pensaron que era posible”, dijo Wolf Gang Catrill, profesor de física y líder del equipo del MIT, Wolf Gang Catrill, dijo. “Lo que hemos hecho es una experiencia ideal de Jednan”.
Sus consecuencias aparecen en el diario Publicaciones de revisión física. Co -Mit Co -Authors incluyen Watley Fedosev, Hinzhan Lin, Yukin Lo, Yu King Lee y Jiaho Liu, quienes están afiliados al Centro MIT Harvard para el Departamento de Física del MIT, el Laboratorio de Investigación Electrónica y Atoms ultraclados.
Cautiverio frío
En los experimentos del MIT, el grupo Catrolle es con átomos y moléculas que completan la temperatura exactamente por encima del cero absoluto y organizan la configuración que restringen con la luz láser. Dentro de estas nubes ultraclinadas y cuidadosamente sintonizadas, los fenómenos extraños que se encuentran solo en Quantum, pueden surgir una única escala de átomos.
En un experimento reciente, el equipo estaba investigando la pregunta irrelevante, estudiando cómo podrían revelarse las propiedades del material hechas de átomos ultraclados.
“Sentimos que podemos corregir la cantidad de grado en que este proceso disperso es como partículas o onda, y rápidamente nos damos cuenta de que podemos aplicar esta nueva forma de sentir esta famosa experiencia de una manera muy ideal”, dice Fedozif.
En su nuevo estudio, el equipo trabajó con más de 10,000 átomos, que enfrió a una temperatura microorgan. Usaron una fila de vigas láser para organizar átomos congelados en una distancia uniforme, diseño de cristal. En esta gestión, cada átomo está lejos de otro átomo que puede considerarse efectivamente uno, aislado y el mismo átomo. Y 10,000 átomos de este tipo pueden producir una señal que se puede detectar fácilmente que el mismo átomo o dos.
El grupo argumentó que con esta disposición, brillan un haz débil de luz a través de átomos y observan cómo el mismo fotón dispersaba dos átomos adyacentes como una onda o una partícula. Será como, en la experiencia original de doble hendidura, la luz pasa a través de dos ranuras.
“Lo que hemos hecho puede considerarse una nueva forma en una experiencia de doble ranura”, dice Catrill. “Estos átomos individuales son como ranuras pequeñas que potencialmente puedes construir”.
Sintonización
La necesidad de trabajar a nivel de fotones varias veces para repetir la experiencia y usar el detector ultrasónico para registrar el estilo de luz dispersa de los átomos. Se aprende que con la intensidad de la luz, los investigadores pueden adivinar directamente si la luz se comporta como una partícula o una onda.
Estaba particularmente interesado en la situación en la que envió medio fotón, trató como olas y trató a la mitad como partículas. Lograron un método para mantener esta posibilidad de que el fotón apareciera como una partícula frente a ajustar el “pasador difuso” de un átomo o la creencia en su ubicación frente a una partícula. En su experiencia, cada uno de los 10,000 átomos se mantiene en su lugar por las luces láser que se pueden ajustar para apretar o perder la luz. Parece que un átomo es tan fácilmente como el átomo, Fijire o más “localmente ancho”. Fijier Atom está más fácilmente oxidado y registra la ruta del fotón. Por lo tanto, para mejorar la ambigüedad del átomo, los investigadores pueden aumentar la posibilidad de que el fotón muestre comportamientos de partículas. Sus observaciones estaban en pleno acuerdo con los detalles ideológicos.
Se aleja
En su experiencia, el grupo probó la idea de Einstein sobre detectar la ruta fotoon. Imagínese, si cada corte se cortara en una hoja de papel muy delgada que se suspendió en el aire en la primavera, un fotón atraviesa una grieta, la misma primavera debe sacudirse en cierto grado que indicará la naturaleza del fotón. En los sentimientos anteriores de la experiencia de doble tragamonedas, los físicos han agregado un componente similar a la primavera, y la primavera ha jugado un papel importante en la descripción de la doble naturaleza del fotón.
Pero Cateral y sus compañeros lograron realizar este experimento sin las fuentes del idioma. Las nubes atómicas del equipo son mantenidas inicialmente por las luces láser, como el concepto de una grieta suspendida por la primavera de Einstein. Los investigadores argumentaron que si eliminaran su “primavera” y observan exactamente la misma tendencia, mostraría que la estaca de onda/partícula de primavera no tiene ningún efecto.
También fue lo que obtuvieron. Durante numerosas carreras, cerró el láser como una primavera de primavera y luego se midió rápidamente por un millón por un segundo, antes de que los átomos se volvieran más ambiguos y finalmente cayeran debido a la gravedad. En este corto tiempo, los átomos flotaban efectivamente en el vacío. En este escenario libre de primavera, el equipo fue testigo de la misma tendencia: simultáneamente no se pudo observar una onda de fotones y una naturaleza de partículas.
“En muchas explicaciones, los resortes juegan un papel importante, pero mostramos, no, los resortes no importan aquí”, dice Fanovicov. “Entonces, alguien debe usar más detalles profundos, que utiliza una conexión cuántica entre fotones y átomos”.
Los investigadores señalaron que en el año 2025, las Naciones Unidas declararon el año internacional de ciencia y tecnología cuántica, celebrando la formación de la mecánica cuántica hace 100 años. Solo dos años después, sobre la experiencia de doble ranura entre Bohr y Einstein.
“Es una coincidencia maravillosa que podamos ayudar a aclarar el conflicto histórico en el mismo año en el que celebramos la física cuántica”, dice el co -autor Lee.
El trabajo fue parcialmente apoyado por la National Science Foundation, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos y Gordon y la Fundación Betty Moore.
