Kvantna nauka se obično bavi ultra-malim skalama, gde matematika verovatnoće postaje korisnije sredstvo od ‘klasičnih’ opisa materije. Sada, nova istraživanja su predstavila način da se izmeri kvantitet mnogo većih masa.
Naučnici već duže vreme žele da testiraju kvantnu prirodu većih objekata: opšti konsenzus je da se kvantna fizika primenjuje na svim skalama, ali kako objekti rastu u masi i složenosti, njihov kvantum postaje sve teže posmatrati.
Sada, tim sa Univerzitetskog koledža u Londonu (UCL), Univerziteta Sautempton u Velikoj Britaniji i Bose instituta u Indiji, došao je do pristupa kvantnom merenju koji bi se teoretski mogao primeniti na nešto bez obzira na masu ili energiju. .
„Naš predloženi eksperiment može da testira da li je objekat klasičan ili kvantni tako što će videti da li čin posmatranja može dovesti do promene njegovog kretanja“, kaže fizičar Debarši Das sa UCL.
Kvantna fizika opisuje univerzum u kome objekti nisu definisani jednim merenjem, već nizom mogućnosti. Elektron može da se okreće gore-dole, ili da ima velike šanse da postoji u nekim oblastima više od drugih, na primer.
U teoriji, ovo nije ograničeno na sitne stvari. Vaše sopstveno telo se zapravo može opisati kao da ima veoma veliku verovatnoću da sedite u toj stolici i veoma (veoma!) malu verovatnoću da budete na Mesecu.
Postoji samo jedna fundamentalna istina koju treba zapamtiti – dodirnete je, kupite je. Posmatranje kvantnog stanja objekta, bilo da je elektron ili osoba koja sedi u stolici, zahteva interakciju sa mernim sistemom, primoravajući ga da ima jedno merenje.
Postoje načini da se uhvate objekti sa spuštenim kvantnim pantalonama, ali oni zahtevaju održavanje objekta u prizemnom stanju – super-hladnog, super-mirnog, potpuno odsečenog od okoline.
To je teško uraditi sa pojedinačnim česticama, i postaje mnogo izazovnije kako se veličina skale povećava. Novi predlog koristi potpuno nov pristup, onaj koji koristi kombinaciju tvrdnji poznatih kao Leggett-Gargove nejednakosti i bez signalizacije u vremenskim uslovima.
U stvari, ova dva koncepta opisuju poznati Univerzum, gde osoba na stolici sedi čak i ako je soba mračna i vi je ne vidite. Uključivanje svetla neće iznenada otkriti da su zapravo ispod kreveta.
Ako eksperiment pronađe dokaze koji su na neki način u suprotnosti sa ovim tvrdnjama, mogli bismo samo da uhvatimo pogled na kvantnu nejasnost u većoj meri.
Tim predlaže da se objekti mogu posmatrati dok osciluju na klatnu, poput lopte na kraju konca.
Svetlost bi tada bljesnula na dve polovine eksperimentalne postavke u različito vreme – računajući kao posmatranje – i rezultati drugog bljeska bi ukazivali da li se kvantno ponašanje dešava, jer bi prvi bljesak uticao na sve što se kreće.
Još uvek govorimo o složenoj postavci koja bi zahtevala neku sofisticiranu opremu i uslove slične osnovnom stanju – ali korišćenjem pokreta i dva merenja (svetlosni bljeskovi), neka od ograničenja mase su uklonjena.
„Publika na fudbalskoj utakmici ne može da utiče na rezultat utakmice samo tako što snažno bulji“, kaže Das. „Ali sa kvantnom mehanikom, sam čin posmatranja ili merenja menja sistem.“
Sledeći korak je isprobavanje ovog predloženog podešavanja u stvarnom eksperimentu. Ogledala na Gravitaciono-talasnoj opservatoriji laserskog interferometra (LIGO) u SAD su već predložena kao odgovarajući kandidati za ispitivanje.
Ta ogledala deluju kao jedan objekat od 10 kilograma, što je prilično korak dalje u odnosu na tipičnu veličinu objekata analiziranih za kvantne efekte – bilo šta do oko kvintiliontinog dela grama.
„Naša šema ima široke konceptualne implikacije“, kaže fizičar Sougato Bose sa UCL. „To bi moglo proširiti domen kvantne mehanike i ispitati da li je ova fundamentalna teorija prirode važeća samo na određenim skalama ili važi i za veće mase.“
