Fizicienii au simulat divizarea unui foton, obținînd un roi probabilistic de particule
O echipă de fizicieni a derulat recent un experiment prin care și-au propus să dividă un foton, descoperind un comportament neașteptat al particulelor care ar putea transforma modul în care acestea sunt explicate de știință, conform unui studiu publicat în revista Physical Review Letters, transmite Live Science.
Experimentul, în care cercetătorii au simulat divizarea unui foton cu un obturator în diverse condiții, a arătat că un foton divizat poate duce la un amestec complex de rezultate de la zero la o infinitate de fotoni - ridicând unele întrebări importante despre natura interacțiunilor particulelor.
Fotonii sunt pachete elementare de lumină, ceea ce înseamnă că nu sunt alcătuiți din nimic altceva. Deci, ce înseamnă să încerci să divizi un foton? Acest lucru ar putea fi posibil datorită dualității undă-particulă - un principiu fundamental al mecanicii cuantice.
Conform dualității undă-particulă, un foton nu este doar o particulă, ci și o undă. Folosind calcule teoretice, cercetătorii au investigat ce s-ar întâmpla dacă ar trimite acest foton printr-un obturator și l-ai închide în timp ce fotonul trece prin el, întrerupând efectiv capătul din spate al undei fotonice.
'Cred că majoritatea fizicienilor s-ar aștepta să existe o anumită probabilitate să existe zero fotoni și o anumită probabilitate să existe un singur foton rămas după ce ați făcut acest lucru', a declarat Johannes Skaar, coautor al noului studiu și profesor de fizică teoretică la Universitatea din Oslo, pentru Live Science. 'Și acest lucru este aproximativ adevărat, dar nu este exact adevărat', a adăugat el.
Acest lucru aduce în discuție un alt aspect ciudat al mecanicii cuantice și anume natura sa probabilistică. Particulele există ca un spectru de probabilități care se întinde până la infinit. Până când o particulă este observată, proprietățile sale, cum ar fi poziția sau energia sa, se află într-o suprapunere de valori posibile; tot ce putem ști sunt șansele de a o găsi într-o anumită stare.
Prin calculele lor, Skaar și colegii săi au determinat modul în care diviziunea unui foton afectează aceste probabilități. În studiul lor au descoperit că acesta ar crea un amestec complex de stări fotonice, inclusiv una cu un număr infinit de fotoni.
Fiecare dintre aceste stări are o probabilitate care depinde de cât de repede divide obturatorul fotonul. Numărul așteptat de fotoni devine infinit doar dacă obturatorul este închis infinit de repede. Pentru viteze de expunere realiste, chiar și un rezultat de o mie de fotoni ar fi extrem de puțin probabil.
Acest lucru poate părea foarte ciudat, dar fizicienii cuantici nu au fost impresionați. De fapt, ceea ce i-a surprins pe Skaar și colegii săi a fost ce se întâmplă dacă se fac măsurători ale fotonului tăiat din perspective diferite.
'Când se măsoară dintr-o parte a obturatorului, acesta va arăta ca o stare a unui singur foton', a spus Skaar. 'Apoi, pe de altă parte, va arăta ca o stare de vid - asta înseamnă că nu există fotoni. Și acest lucru este foarte ciudat, deoarece starea reală la nivel global este acest mixt (probabilistic) de la zero la infinit'.
Faptul că aceste mixturi complexe pot fi tratate local ca stări foarte simple ridică întrebări fundamentale despre natura particulelor. Skaar a spus că încă iau în considerare întreaga amploare a acestor implicații și că acum iau în considerare modul în care acest proces s-ar putea desfășura pentru alte particule cuantice, cum ar fi electronii.
Ei speră că, urmând acest fir teoretic, ar putea fi capabili să dezvolte o modalitate mai clară de a descrie interacțiunile dintre particule. În prezent, întinderea infinită a particulelor înseamnă că acestea au interacționat pentru o perioadă infinită de timp. Aceasta pune apoi o problemă de cauzalitate - ordinea cauzei și efectului - în interacțiunile particulelor, conform echipei.
Acești noi fotoni teoretici cu o coadă de undă tăiată nu ar avea această problemă, ceea ce înseamnă că legătura cauzală într-o interacțiune ar fi clară, a spus Skaar. El a recunoscut că mai este mult de lucru pentru a dezvolta descrierea teoretică a acestei interacțiuni. Cu toate acestea, noul rezultat este un pas important către descrierea interacțiunilor particulelor cu o relație cauzală clară, ceea ce Skaar a descris ca fiind 'obiectivul final' al echipei.AGERPRES/(AS - editor: Codruț Bălu, editor online: Anda Badea)
Sursa foto: livescience.com
Conținutul website-ului www.agerpres.ro este destinat exclusiv informării publice. Toate informaţiile publicate pe acest site de către AGERPRES sunt protejate de dispoziţiile legale incidente. Sunt interzise copierea, reproducerea, recompilarea, modificarea, precum şi orice modalitate de exploatare a conţinutului acestui website. Informaţiile transmise pe www.agerpres.ro pot fi preluate, în conformitate cu legislaţia aplicabilă, în limita a 500 de semne. Detalii în secţiunea Condiţii de utilizare. Dacă sunteţi interesaţi de preluarea ştirilor AGERPRES, vă rugăm să contactaţi Direcţia Marketing - marketing@agerpres.ro.
Alte știri din categorie
Europa se confruntă cu al doilea val de căldură în decurs de o lună, care se va accentua în acest weekend
Vara anului 2026 a început într-o manieră extremă pentru zeci de milioane de europeni, cu un nou val de caniculă asociat schimbărilor climatice, ce va lovi 'Bătrânul Continent' începând de vineri, din Spania până în Regatul Unit, și care se va accentua în acest weekend, în special în Franța, informează AFP.
Pământul nu va sfârși (probabil) prin a fi 'înghițit' de Soare (studiu)
Oamenii de știință au crezut până de curând că Pământul va sfârși prin a fi 'înghițit' de Soare, atunci când acesta din urmă se va transforma într-o stea gigantă. Însă planeta noastră ar putea evita în cele din urmă acest destin plin de cruzime, potrivit unui studiu publicat vineri, informează AFP.
Sudul Braziliei, în reconstrucție după inundațiile-record de acum doi ani, se pregătește pentru El Nino
Comunitățile din sudul Braziliei, încă în reconstrucție după inundațiile devastatoare de acum doi ani, se pregătesc pentru un episod intens El Nino care, potrivit meteorologilor, ar putea aduce ploi extreme anul acesta, informează Reuters. În Porto Alegre, capitala statului Rio Grande do Sul, molozul rezultat în urma dezastrului - inclu
Indonezia: Inseminare artificială pentru a salva rinocerii de Borneo
O agenție indoneziană pentru conservarea faunei încearcă să captureze ultimul exemplar cunoscut de rinocer de Borneo care trăiește în sălbăticie, cu scopul de a salva această specie prin intermediul unei fecundări in vitro, a anunțat vineri un reprezentant al agenției, citat de AFP. Doar doi rinoceri de Borneo mai există astăzi în lume și amb
Mongolia, afectată de o ninsoare rară de vară și de o răcire bruscă a vremii
Un fenomen rar de ninsoare în plină vară a fost înregistrat în noaptea de joi spre vineri în nordul și centrul Mongoliei, inclusiv în provincia Khuvsgul și în capitala Ulan Bator, a anunțat Agenția Națională de Meteorologie și Monitorizarea Mediului din această țară, transmite Xinhua. Temperaturile de la sol din zonele afect
Cercetătorii au descoperit noi celule imunitare care 'erup' pentru a combate infecțiile (studiu)
Cercetătorii israelieni au identificat un nou tip de celule imunitare, necunoscute până acum, denumite 'ruptoblaste', care protejează organismul printr-o erupție, a anunțat Universitatea Ben-Gurion din Negev într-un comunicat publicat joi, informează Xinhua. Descrisă în revista științifică Cell, descoperirea dezvăluie
Plasturi cutanați înzestrați cu AI și detectoare de voci false, printre inovațiile surprinzătoare de la salonul VivaTech 2026
Plasturi care analizează transpirația sportivilor, implanturi osoase artificiale imprimate în 3D și detectoare de voci false se numără printre cele mai surprinzătoare inovații prezentate de aproximativ 15.000 de start-upuri, până sâmbătă, la salonul VivaTech 2026 de la Paris, dedicat noilor tehnologii, informează AFP. Implanturi reali
Viitorul pentru AI ar putea însemna dimensiuni reduse, preț mic și marje reduse de profit (expert)
Explozia inteligenței artificiale (AI) se bazează pe ideea că mai mare înseamnă mai bine, însă un studiu recent sugerează că de fapt contrariul ar putea fi în curând adevărat: modelele lingvistice mici care rulează pe computere desktop ar putea fi capabile să gestioneze majoritatea sarcinilor efectuate în prezent de modelele lingvistice
Luna, Venus, Jupiter și Mercur aliniate pe cerul Iordaniei, anunță Societatea Astronomică Iordaniană
Observatorii cerului din Iordania sunt așteptați să fie martorii unui spectacol astronomic rar joi seară, când Luna, Venus, Jupiter și Mercur vor apărea într-o aliniere izbitoare deasupra orizontului vestic, a anunțat Societatea Astronomică Iordaniană, transmite agenția Petra. Potrivit președintelui Societății, Ammar Al-Sakji, even
Furtuna tropicală Arthur s-a format în apropiere de coasta Texasului, potrivi NHC
Furtuna tropicală Arthur s-a format în apropiere de coasta Texasului și este așteptată să aducă inundații care pot pune viața în pericol în regiuni din sud-estul Statelor Unite, a anunțat miercuri Centrul Național pentru Uragane (NHC) din Statele Unite, potrivit Reuters. Este prima furtună care a primit un nume din sezonul 2026 al uraganelor
Cea mai veche epidemie de ciumă cunoscută s-a produs în urmă cu 5.500 de ani în Siberia (studiu)
Ciuma decima deja mici comunități de vânători-culegători în Siberia în urmă cu 5.500 de ani, potrivit unui studiu publicat miercuri și care aduce o perspectivă nouă asupra originii acestei boli, informează agențiile de presă internaționale. Ciuma este asociată în general cu șobolanii, orașele medievale suprapopulate și cu epidemiile car
Racheta europeană Ariane 6 a fost lansată în spațiu cu propulsoare modernizate
Racheta europeană Ariane 6 a fost lansată miercuri în spațiu cu ajutorul unor propulsoare noi, mai puternice, informează DPA. Ariane 6 a fost lansată miercuri după-amiază de la portul spațial european Kourou, din Guiana Franceză, având la bordul său 36 de sateliți ai companiei Amazon. Noua rachetă europeană este un s
Plantele folosesc un mecanism ascuns pentru a-și menține fotosinteza în condiții de caniculă și secetă (studiu)
Cercetătorii din Australia au identificat un mecanism important, dar mult timp trecut cu vederea, care le permite plantelor să își mențină fotosinteza în condiții de căldură extremă și de aer uscat, o descoperire care ar putea îmbunătăți modelarea climatică și agricolă, informează miercuri Xinhua. Noul studiu, coordonat de oameni de ș
Depozitul de Semințe din Svalbard găzduiește peste 1,4 milioane de eșantioane
Depozitul Global de Semințe din Arhipelagul Svalbard, cunoscut și sub denumirea de 'Depozitul Apocalipsei', a depășit pragul de 1,4 milioane de eșantioane după ce a primit un lot cu peste 15.000 de mostre noi în urma celui de-al doilea transport efectuat în acest an, au anunțat miercuri partenerii acestei inițiative, informează Xinhua.