Êâáíôéêü ðåßñáìá ðáñÜãåé öùò áðü ôï áðüëõôï êåíü

Ôñßôç 22 Íïåìâñßïõ 2011

ΠηγÞ: news.in.gr

Η ταλÜντωση ενüς εικονικοý καθρÝπτη (κßτρινο) προκÜλεσε την εμφÜνιση

φωτονßων στο φÜσμα των μικροκυμÜτων (ΠηγÞ: Philip Krantz Chalmers

Επιβεβαιþνοντας μια θεωρητικÞ πρüβλεψη της κβαντομηχανικÞς που εßχε διατυπωθεß πριν απü τÝσσερις δεκαετßες, Σουηδοß ερευνητÝς κατÜφεραν να παγιδεýσουν και να μετρÞσουν μερικÜ απü τα φωτüνια που εμφανßζονται και εξαφανßζονται αÝναα μÝσα στο κενü.

Μια απü τις εντυπωσιακüτερες ανακαλýψεις της κβαντικÞς φυσικÞς εßναι üτι το κενü, δηλαδÞ ο Üδειος χþρος, στην πραγματικüτητα μüνο κενü δεν εßναι: βρßθει απü σωματßδια που εμφανßζονται για μια στιγμÞ και μετÜ εξαφανßζονται χωρßς να γßνουν αντιληπτÜ. Λüγω του φευγαλÝου χαρακτÞρα του, τα σωματßδια που εμφανßζονται στο κενü λüγω αυτþν των «κβαντικþν διακυμÜνσεων» ονομÜζονται συνÞθως εικονικÜ σωματßδια.

Η τελευταßα μελÝτη, δημοσιευμÝνη στο περιοδικü Nature, επιβεβαιþνει για πρþτη φορÜ μια θεωρητικÞ πρüβλεψη που αφορÜ τα εικονικÜ σωματßδια και ονομÜζεται «φαινüμενο ΚÜσιμιρ». 

Το 1970, οι φυσικοß προÝβλεψαν üτι, με βÜση το φαινüμενο ΚÜσιμιρ, εικονικÜ φωτüνια που εμφανßζονται στο κενü μποροýν να μετατραποýν σε «αληθινÜ» φωτüνια αν αναπηδÞσουν στην επιφÜνεια ενüς καθρÝπτη που κινεßται σχεδüν με την ταχýτητα του φωτüς.

«ΔεδομÝνου üτι δεν εßναι δυνατü να δημιουργÞσουμε Ýναν καθρÝπτη που κινεßται αρκετÜ γρÞγορα, αναπτýξαμε μια διαφορετικÞ μÝθοδο που δßνει τα ßδια αποτελÝσματα» αναφÝρει ο Περ ΝτÝλσινγκ, καθηγητÞς ΠειραματικÞς ΦυσικÞς στο ΠανεπιστÞμιο «ΤσÜλμερς» του ΓκÝτεμποργκ.

«Αντß να μεταβÜλλουμε την φυσικÞ απüσταση απü Ýναν καθρÝπτη, μεταβÜλλαμε την ηλεκτρικÞ απüσταση απü Ýνα ηλεκτρικü κýκλωμα που λειτουργοýσε ως καθρÝπτης για τα μικροκýματα».

Ο «καθρÝπτης» αυτüς αποτελεßται απü μια συσκευÞ, εξαιρετικÜ ευαßσθητη στα μαγνητικÜ πεδßα, η οποßα ονομÜζεται SQUID Þ «υπεραγþγιμη συσκευÞ κβαντικÞς παρεμβολÞς». ΑλλÜζοντας την κατεýθυνση ενüς μαγνητικοý πεδßου δισεκατομμýρια φορÝς το δευτερüλεπτο, οι ερευνητÝς δημιοýργησαν Ýναν εικονικü καθρÝπτη που ταλαντþνεται με το 25% της ταχýτητας του φωτüς.

«Το αποτÝλεσμα Þταν να εμφανιστοýν απü το κενü ζεýγη φωτονßων, τα οποßα μπορÝσαμε να μετρÞσουμε υπü τη μορφÞ ακτινοβολßας μικροκυμÜτων» αναφÝρει ο ΝτÝλσινγκ. Το αüρατο αυτü φως «εßχε ακριβþς τις ßδιες ιδιüτητες με αυτÝς που θα προÝβλεπε η κβαντικÞ θεωρßα» διαβεβαιþνει.

Αυτü που συνÝβη στη διÜρκεια του πειρÜματος Þταν üτι ο καθρÝπτης μετÝφερε στα εικονικÜ φωτüνια Ýνα μÝρος της κινητικÞς του ενÝργειας, εμποδßζοντας Ýτσι την εξαφÜνισÞ τους.

Το κενü περιÝχει βÝβαια üχι μüνο φωτüνια αλλÜ και Üλλα φευγαλÝα σωματßδια, τα οποßα δεν παρατηρÞθηκαν στο πεßραμα. Η διαφορÜ εßναι üτι τα φωτüνια δεν Ýχουν μÜζα, οπüτε χρειÜζονται λιγüτερη ενÝργεια για να «υλοποιηθοýν».

Η Ýρευνα δεν Ýχει μεν προφανεßς πρακτικÝς εφαρμογÝς, σýμφωνα üμως με τους ερευνητÝς βελτιþνει τις γνþσεις μας για θεμελιþδη φαινüμενα üπως οι κβαντικÝς διακυμÜνσεις.

Στο απþτερο μÝλλον, φωτüνια που προκýπτουν απü το τßποτα θα μποροýσαν να αξιοποιηθοýν στο ερευνητικü πεδßο της κβαντικÞς πληροφορßας, το οποßο περιλαμβÜνει την ανÜπτυξη των λεγüμενων κβαντικþν υπολογιστþν.