Kvantinės mechanikos dėsniai teigia, kad negalime stebėti mažiausių dalelių jų nepaveikdami.

Tačiau fizikams pavyko atlikti kvantinius matavimus su mažiausiu iki šiol trikdymu, rašo LiveScience.com.

Šis trikdymas, vadinamas atvirkštiniu veiksmu, yra vienas kvantinės mechanikos, apibūdinančius labai mažų dalelių veikimą, skiriamųjų požymių. Jis kyla iš prielaidos, kad prieš atliekant matavimus, dalelės egzistuoja tam tikroje netikrumo būsenoje, nebūdamos nei ten, nei čia, tačiau turėdamos galimybę būti abiejose vietose.

Kai įsikiša stebėtojas, dalelė būna priversta „pasirinkti“ būseną – apsistoti ties viena galimybe ir eliminuoti kitus pasirinkimus. Taigi, dalelės būseną pakeičia pats matavimo veiksmas.

„Atomas pasikeičia, nes į jį žiūrime“, – aiškino fizikas Peteris Maunzas iš Duke`o universiteto.

Paprastai maži šio atvirkštinio veiksmo sukelti skirtumai užgožiami laboratorijų netobulumo daromo poveikio dalelėms. Tačiau pirmą kartą mokslininkams pavyko atlikti kvantinius matavimus beveik be jokio papildomo trikdymo, išskyrus tą, kuris kvantinėje mechanikoje yra neišvengiamas.

Tyrimo, kuriam vadovavo Jurgenas Volzas iš Pierre`o ir Marie Curie universiteto Paryžiuje, rezultatai skelbiami žurnale „Nature“.

Naujame eksperimente J. Volzas su kolegomis užspeitė vieną rubidžio atomą ertmėje tarp dviejų veidrodžių. Tuomet jie atomą apšvietė lazerio spinduliu. Kas nutiks toliau, priklausė nuo to, kurioje iš dviejų energijos būsenų atomas buvo. Vienoje būsenoje atomas „ignoruoja“ šviesą, kuri atsimušinėja į veidrodžius ir galiausiai nuteka į už jų esantį detektorių.

Būdamas antroje būsenoje, atomas sugeria ir vėl išspinduliuoja šviesos fotonus. Tai vadinama išsklaidymo efektu. Tai pakeičia atomo energiją, o tyrėjai norėjo užkirsti tam kelią. Vienintelis pageidaujamas trukdymas – jų stebėjimo efektas.

Taigi jie pastatė veidrodžius tiksliai tokiu atstumu, kad atomui būnant antrojoje būsenoje, šviesa neatsimušinėtų nuo veidrodžių. Vietoj to, visa šviesa atsispindėjo nuo pirmojo veidrodžio, taigi ertmė liko tamsoje. Šviesa tuomet atsimušė į prieš pirmąjį veidrodį esantį detektorių.

Bet kuriuo atveju, atomo būseną galima buvo nustatyti nesukeliant išsisklaidymo efekto.
„Anksčiau atliktiems eksperimentams naudoti laisvoje erdvėje esantys atomai, apšviesti lazerio spinduliu. Mokslininkai negalėjo pasakyti, kurioje iš dviejų būsenų atomas buvo, tačiau jie išsklaidė labai daug fotonų. Šiame eksperimente jie sugebėjo nustatyti atomo būseną, neišsklaidydami fotonų“, – aiškino P. Maunzas.

Anot jo, šis eksperimentas gali nutiesti kelią kvantiniams kompiuteriams, kurie, naudodami daleles, labai greitai atliktų sudėtingus skaičiavimus.