مشاهده مکانیک کوانتومی با چشم غیرمسلح

مکانیک کوانتومی معمولا اثرات خود را فقط در ذرات ریز در دماهای خیلی پایین
نشان می‌دهد، ولی این پژوهشگران الکترون‌ها را با نور ترکیب کردند تا ذرات
کوانتومی ابراندازه‌ای را با ضخامت یک تار مو سنتز کنند که مانند
ابررساناها رفتار می‌کنند.

دکتر گاب کریستمن و همکارانش نمونه‌های جدید خاصی تولید کرده‌اند که به پلاریتون‌ها
اجازه حرکت سیالی بطور دلخواه بدون داشتن چسبندگی می‌دهند. با تزریق آنها به دو
ناحیه روشن لیزری، این پژوهشگران دریافتند که سیال کوانتومی بدست آمده بطور
خودبخودی شروع به حرکت نوسانی رو به جلو و عقب می‌کند که در آن بعضی از بارزترین
حالت‌های آونگ کوانتومی که برای دانشمندان آشنا بودند، شکل گرفتند؛ ولی هزاران
برابر بزرگ تر از آنچه که انتظار می‌رفت.

کریستمن توضیح می‌دهد: “این پولاریتون‌ها بطور شدیدی ترجیح می‌دهند که هماهنگ باهم
بطور پله‌ای حرکت داشته باشند، که باعث درهم تنیدگی مکانیک کوانتومی خودشان می‌شود.
” مایع کوانتومی حاصله دارای خواص عجیب و غریبی، مانند اعمال نیروی دافعه روی خودش،
می‌باشد. همچنین این سیال فقط در مقادیر ثابت بدور خودش می‌چرخد و تولید گرداب‌هایی
می‌کند که به شکل خطوط منظمی ظاهر می‌شوند.

این پژوهشگران با حرکت دادن باریکه‌های لیزری، توانستند بطور مستقیم چسبناکی این
سیال کوانتومی را کنترل کنند و آونگی بسازند که یک میلیون برابر بیشتر از قلب انسان
ضربان دارد. حتی افزایش تعداد باریکه‌های لیزری می‌تواند منجر به حالت‌های کوانتومی
پیچیده‌تر شود.

هدف از این پژوهش ساخت چنین حالت‌های کوانتومی با استفاده از باتری الکتریکی در
دمای اتاق است که اجازه ظهور نسل جدیدی از ژیروسکوپ‌های فوق‌حساس برای اندازه گیری
گرانش، میدان مغناطیسی، و نیز خلق مدارهای کوانتومی را می‌دهد. ولی همانطور که
کریستمن می‌گوید: “حتی فقط دیدن و تحریک کردن مکانیک کوانتومی که جلوی چشم کار می‌کند،
خیلی جالب است.”

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nature Physics منتشر
کرده‌اند.