Эксперимент на свободной орбите с лазерной интерферометрией рентгеновских лучей
Эксперимент на свободной орбите с рентгеновскими лучами лазерной интерферометрии ( FELIX ) [1] относится к категории экспериментов, изучающих, могут ли макроскопические системы находиться в состояниях суперпозиции . Первоначально он был предложен физиком Роджером Пенроузом в его книге 2004 года «Дорога к реальности» специально для того, чтобы доказать, происходят ли нетрадиционные процессы декогеренции , такие как гравитационно-индуцированная декогеренция или спонтанный коллапс волновой функции квантовой системы .
Позже пересмотренный, чтобы провести настольный эксперимент, [2] [3] в случае успеха, по оценкам, была бы наложена масса примерно 10 14 атомов, что примерно на девять порядков больше, чем любая суперпозиция, наблюдаемая до того времени ( 2003).
Предлагаемая экспериментальная установка в основном представляет собой разновидность интерферометра Майкельсона , но для одного фотона. Кроме того, одно из зеркал должно быть очень маленьким и закреплено на изолированном микромеханическом осцилляторе. Это позволяет ему двигаться, когда фотон отражается от него, так что он может совпасть с фотоном. Цель состоит в том, чтобы изменить размер зеркала, чтобы исследовать влияние массы на время, необходимое для коллапса квантовой системы.
Первоначально плечи интерферометра должны были простираться на сотни тысяч километров, чтобы достичь времени прохождения фотона туда и обратно, сравнимого с периодом осциллятора, но это означало, что эксперимент должен был проводиться на орбите, что снижало его жизнеспособность. Пересмотренное предложение [2] требует, чтобы зеркала были помещены в высокоточные оптические резонаторы, которые будут удерживать фотоны достаточно долго для достижения желаемой задержки.
Существуют различные технологические проблемы, но все они находятся в пределах возможностей высококлассной лаборатории. Основное требование состоит в том, чтобы масса полости оставалась как можно меньшей. Чтобы избежать шума на интерферометре и иметь низкую вероятность излучения более одного фотона каждый раз, необходима очень низкая абсолютная температура для эксперимента, порядка 60 мкК. По тем же причинам и во избежание декогеренции экспериментальное устройство должно находиться в условиях сверхвысокого вакуума. Рассчитанная длина волны фотонов составляет примерно 630 нм, поэтому отражающие поверхности могут быть как можно меньше и при этом избежать проблем с преломлением и отражательной способностью. Микромеханический осциллятор может быть подобен кантилеверам в атомно-силовой микроскопии .а отражающие поверхности, обычно используемые в подобных экспериментах с высокими требованиями, не представляют реальной проблемы. Были предложены различные сложные электромагнитные механизмы для «сброса» полостей в стабильное состояние перед каждым повторением эксперимента.
