Свободной орбите Эксперимент с лазерной интерферометрии рентгеновских лучей ( FELIX ) [1] относится к категории экспериментов , исследующих могут ли макроскопические системы находится в суперпозиции состояний. Первоначально она была предложена физиком Роджер Пенроуз в своей книге 2004 Дорогой к реальности специально , чтобы доказать ли нетрадиционные декогеренции процессы , такие как гравитационно индуцированной декогеренция или спонтанный волновой функция коллапс в виде квантовой системы происходит.
Позднее был пересмотрен, чтобы провести его как настольный эксперимент [2] [3], в случае успеха, по оценкам, масса примерно в 10 14 атомов была бы наложена друг на друга, что примерно на девять порядков больше, чем любая суперпозиция, наблюдаемая к тому времени ( 2003 г.).
Конфигурация [ править ]
Предлагаемая экспериментальная установка в основном представляет собой разновидность интерферометра Майкельсона, но для одиночного 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 накладываться на фотон. 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 проходить на орбите, что уменьшало его жизнеспособность. Пересмотренное предложение [2] требует, чтобы зеркала были помещены в оптические резонаторы высокой точности, которые будут улавливать фотоны на достаточно долгое время для достижения желаемой задержки.
Существуют различные технологические проблемы, но все они находятся в пределах возможностей лаборатории высокого класса. Основное требование - чтобы масса полости оставалась как можно меньшей. Чтобы избежать шума в интерферометре и иметь низкую вероятность испускания 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. Длина волны фотонов была рассчитана примерно на 630 нм, поэтому отражающие поверхности могут быть как можно меньше и при этом избежать проблем с преломлением и отражательной способностью. Микромеханический осциллятор может быть похож на кантилевер в атомно-силовой микроскопии.и отражающие поверхности, обычно используемые в подобных сложных экспериментах, не представляют реальной проблемы. Были предложены различные сложные электромагнитные механизмы для «сброса» резонаторов в стабильное состояние перед каждым повторением эксперимента.
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ↑ Пенроуз, Роджер (декабрь 2002 г.) [2000]. «Гравитационный коллапс волновой функции: экспериментально проверяемое предложение» (PDF) . Девятая встреча Марселя Гроссмана . World Scientific. С. 3–6. DOI : 10.1142 / 9789812777386_0001 . ISBN 9789812777386. Проверено 21 июня 2014 года .
- ^ a b Маршалл, Уильям; Кристоф, Саймон; Пенроуз, Роджер; Баумейстер, Дик (сентябрь 2003 г.). «К квантовым суперпозициям зеркала». Письма с физическим обзором . 91 (13): 130401–130405. arXiv : квант-ph / 0210001 . Bibcode : 2003PhRvL..91m0401M . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.91.130401 . PMID 14525288 .
- ^ Адлер, Стивен; Басси, Анджело; Ипполити, Эмилиано (9 марта 2005 г.). «К квантовым суперпозициям зеркала: точный анализ открытых систем - детали расчета». Журнал физики A: математический и общий . 38 (12): 2715–2727. arXiv : квант-ph / 0407084 . Bibcode : 2005JPhA ... 38.2715A . DOI : 10.1088 / 0305-4470 / 38/12/013 .
