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
Seisme în Venezuela/ Cel puțin 68 de morți în cartierul cel mai grav afectat din Caracas
Dublul seism produs pe 24 iunie în Venezuela a făcut 68 de morți în cartierul bogat Chacao, cel mai grav afectat de catastrofă district din Caracas, unde trei imobile s-au prăbușit, iar zeci de clădiri au devenit nelocuibile, potrivit unui bilanț comunicat luni de autoritățile locale, potrivit AFP. Cele mai multe victime în u
Incendiile de vegetație fac ravagii în apropiere de Paris, pe fundalul valului de caniculă din Europa
Un incendiu de vegetație făcea ravagii luni într-o pădure istorică din apropierea Parisului, determinând închiderea unor autostrăzi și mobilizarea unor aeronave pentru stingerea incendiilor, în timp ce bilanțul deceselor unuia dintre cele mai devastatoare incendii din Spania a crescut la 13, pe fundalul unui val de caniculă care s-a abătut asupra cele
Cutremur cu magnitudinea 6,5 în Papua Noua Guinee (USGS)
Un seism cu magnitudinea 6,5 s-a produs luni în regiunea Lorengau din Papua Noua Guinee, a anunțat Serviciul geologic al Statelor Unite (USGS), informează Reuters. Cutremurul s-a produs la o adâncime de 47,8 kilometri, a precizat USGS. Seismele sunt frecvente în Papua Noua Guinee, țară situată pe 'Cercul de Foc al Pacificul
Europa a înregistrat 10.000 de decese suplimentare în timpul valului de caniculă de la sfârșitul lunii iunie (EuroMOMO)
Țările europene au raportat peste 10.000 de decese suplimentare în timpul valului de căldură fără precedent care a afectat vestul continentului la sfârșitul lunii iunie, conform datelor oficiale, transmite luni Reuters. Marea majoritate a deceselor - peste 9.000 - au fost înregistrate în rândul persoanelor de 65 d
Taifunul Bavi lovește China, fiind retrogradat în furtună tropicală
Taifunul Bavi a lovit sâmbătă seara târziu estul Chinei, cu rafale de vânt de peste 145 km/h, abătându-se violent asupra litoralului după evacuarea a circa două milioane de persoane, fiind retrogradat duminică în intensitate la nivel de furtună tropicală, pe măsură ce avansa spre interiorul țării, relatează France Presse. Bavi, ca
Turnul Eiffel, muzeele Luvru și Orsay se închid mai devreme din cauza caniculei
Turnul Eiffel a devansat pentru 16:00 ora de închiderea pentru zilele de sâmbătă și duminică în locul orei 00:45 ''din cauza temperaturilor ridicate preconizate'', a anunțat sâmbătă operatorul celebrului monument pe pagina sa de internet, informează AFP. Celebrele muzee Luvru și Orsay au luat măsuri similare. Primul se &
Circa 900.000 de persoane, evacuate în China înaintea sosirii taifunului Bavi
Circa 900.000 de persoane au fost evacuate în China înaintea sosirii taifunului Bavi, care a adus sâmbătă vânturi și ploi asupra Taiwanului și mai multor insule japoneze, privând mii de cămine de electricitate, informează AFP. La Wenzhou (sud-est), municipalitate care numără aproape 10 milioane de locuitori, circa 887.800 de perso
Japonia reușește pentru prima dată aterizarea unei rachete reutilizabile
Japonia a reușit pentru prima dată decolarea și aterizarea unei rachete reutilizabile, a anunțat sâmbătă Agenția spațială niponă, un pas înainte către această tehnologie care permite reducerea costurilor misiunilor spațiale, informează AFP. Prototipul, lansat de la baza de testare a Agenției de explorare aerospațială japoneză (JAXA) situată la Nosh
Venezuela / Bilanțul dublului seism a depășit 4.000 de morți
Bilanțul dublului seism produs pe 24 iunie în Venezuela a depășit pragul de 4.000 de victime, fiind înregistrate 4.118 decese, potrivit unui comunicat difuzat joi de guvern, informează AFP. ''Bilanțul oficial din 10 iulie: 4.118 morți'', se precizează în comunicat. Numărul răniților rămâne același - 16.740.
Franța activează un nou plan de urgență împotriva caniculei
Guvernul francez a pus în aplicare un plan de urgență fără precedent în contextul unui val de căldură sever, având în vedere că meteorologii se așteaptă ca temperaturile să urce până la 40 de grade Celsius în zilele următoare, informează DPA. Noul plan, elaborat ca răspuns la valurile de căldură anterioare,
Incendii mortale în Andaluzia: Regele și regina Spaniei au ținut un minut de reculegere în timpul unei ceremonii
Regele Felipe al VI-lea al Spaniei, regina Letizia și prințesele Leonor și Sofia au ținut un minut de reculegere, vineri, în memoria victimelor incendiului de vegetație care a ucis cel puțin 11 persoane în Andaluzia, informează AFP. 'Din acest oraș situat la aproximativ 150 de kilometri de locul în care s-a produs tragedi
Cutremure în Venezuela/ Bilanțul a crescut la 3.889 de morți
Bilanțul dublului cutremur din 24 iunie din Venezuela a fost revizuit în creștere și se ridică în prezent la 3.889 de morți, potrivit unui comunicat publicat joi de guvernul de la Caracas, notează AFP. 'Bilanț oficial din 9 iulie: 3.889 de morți', potrivit comunicatului. Numărul răniților rămâne identic, la 16.740.
Astronomii analizează în detaliu o exoplanetă care a supraviețuit morții stelei sale
Peste aproximativ 5 miliarde de ani, Soarele nostru va intra în faza finală a existenței sale, mărindu-și dimensiunile și înghițind planetele cele mai apropiate de el - printre care s-ar putea număra și Pământul - înainte de a-și expulza straturile exterioare și de a forma o rămășiță stelară denumită pitică albă. Planetele exterioare, în
În timpul caniculei din iunie, europenii au fost expuși în masă la niveluri periculoase de ozon
Aproximativ două treimi dintre locuitorii din Uniunea Europeană (UE) au respirat un aer cu concentrații periculoase de ozon în timpul caniculei excepționale din luna iunie 2026, potrivit concluziilor raportului unui ONG, care avertizează cu privire la riscuri medicale ce variază de la astm până la leziuni pulmonare, informează AFP.
O nouă tehnologie detectează semne ale bolii Alzheimer înainte de apariția simptomelor
O tehnologie de imagistică moleculară dezvoltată de universitatea israeliană Bar-Ilan din orașul Ramat Gan permite identificarea unor mici agregate de proteine asociate cu stadiile incipiente ale bolii Alzheimer, care până în prezent rămâneau ascunse instrumentelor obișnuite de diagnosticare, informează joi agenția de presă EFE. Cercetarea s-