กฎการดัดจิตใจของกลศาสตร์ควอนตัมบอกว่าเราไม่สามารถสังเกตอนุภาคที่เล็กที่สุดโดยไม่ส่งผลกระทบต่อพวกเขา นักฟิสิกส์ได้ก่อให้เกิดการรบกวนที่เล็กที่สุดเท่าที่เคยมีมาในขณะที่ทำการวัดควอนตัม-อันที่จริงแล้วความคิดขั้นต่ำเกือบจะเป็นไปได้
การรบกวนนี้เรียกว่าการกระทำย้อนกลับและเป็นหนึ่งในจุดเด่นของกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งควบคุมการกระทำของเล็กมาก มันเกิดขึ้นจากข้อสันนิษฐานว่าก่อนที่จะทำการวัดอนุภาคมีอยู่ในสภาวะขอบรกไม่ได้อยู่ที่นี่หรือที่นั่นในขณะที่ยังคงมีความเป็นไปได้
เมื่อผู้สังเกตการณ์แทรกแซงอนุภาคจะถูกบังคับให้ "เลือก" สถานะหรือไม่? เพื่อชำระความเป็นไปได้อย่างหนึ่งกำจัดตัวเลือกอื่น ๆ ดังนั้นสถานะของอนุภาคจะถูกเปลี่ยนแปลงโดยการวัด
“ การเปลี่ยนแปลงของอะตอมเนื่องจากคุณกำลังมองหา” Peter Maunz นักฟิสิกส์จาก Duke University อธิบาย -อนุภาคเล็ก ๆ ที่เจ๋งที่สุดในธรรมชาติ-
โดยปกติแล้วความแตกต่างเล็กน้อยที่เกิดจากการกระทำด้านหลังนี้จะถูกแคระโดยการรบกวนกับอนุภาคที่เกิดจากความไม่สมบูรณ์ของห้องปฏิบัติการ แต่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้รับการวัดควอนตัมโดยไม่มีการรบกวนเพิ่มเติมใด ๆ นอกเหนือจากสิ่งที่กลไกควอนตัมเห็นว่าหลีกเลี่ยงไม่ได้
นักวิจัยนำโดย Jurgen Volz แห่งUniversité Pierre et Marie Curie ในปารีสรายงานผลการวิจัยของพวกเขาในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 14 กรกฎาคม
“ ฉันคิดว่ามันเป็นก้าวสำคัญอย่างยิ่ง” Maunz กล่าวซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยใหม่ แต่เขียนเรียงความประกอบในธรรมชาติฉบับเดียวกัน -Twisted Physics: 7 การค้นพบที่น่าเหลือเชื่อ-
ในการทดลองใหม่ Volz และเพื่อนร่วมงานติดกับอะตอมของ rubidium ในโพรงระหว่างสองกระจก จากนั้นพวกเขาก็ส่องแสงเลเซอร์บนอะตอมที่ติดอยู่ สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปขึ้นอยู่กับว่าพลังงานสองชนิดที่อะตอมอยู่ในสถานะหนึ่งอะตอมจะ "เพิกเฉย" แสงซึ่งจะเด้งไปมาระหว่างกระจกและในที่สุดก็รั่วไหลไปยังเครื่องตรวจจับที่อยู่นอกกระจก
ในสถานะที่สองอะตอมจะดูดซับและปล่อยโฟตอนแสงในกระบวนการที่เรียกว่าการกระเจิง การกระเจิงเปลี่ยนพลังงานของอะตอมและนักวิจัยต้องการป้องกันผลกระทบนั้น การรบกวนเพียงอย่างเดียวที่พวกเขาต้องการมาจากผลของการสังเกต
ดังนั้นพวกเขาจึงตั้งกระจกในระยะที่แม่นยำซึ่งการปรากฏตัวของอะตอมในสถานะที่สองจะป้องกันไม่ให้แสงตีกลับไปมาระหว่างกระจก แต่แสงทั้งหมดจะสะท้อนกระจกแรกออกจากช่องมืด แสงจะตีเครื่องตรวจจับที่ด้านหน้าของกระจกแรก
ไม่ว่าในกรณีใดสถานะของอะตอมสามารถกำหนดได้โดยไม่ทำให้เกิดผลกระทบการกระเจิง
"การทดลองทำก่อนที่จะใช้อะตอมในพื้นที่ว่างและส่องแสงเลเซอร์บนพวกเขา" Maunz บอกกับ LiveScience "พวกเขาสามารถบอกได้ว่าหนึ่งในสองรัฐที่อะตอมอยู่ใน แต่พวกเขากระจัดกระจายโฟตอนจำนวนมากในการทดลองนี้พวกเขาจัดการเพื่อกำหนดสถานะของอะตอมโดยไม่มีโฟตอนกระเจิง"
ในขณะที่นักวิจัยสามารถ จำกัด การรบกวนนี้ได้ แต่จะมีการกระทำย้อนกลับจำนวนหนึ่งที่เกิดจากการวัดใด ๆ
ในที่สุด Maunz กล่าวว่าการทดลองสามารถช่วยชี้ทางไปสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งจะใช้อนุภาคเป็นบิตเพื่อเรียกใช้การคำนวณที่ซับซ้อนอย่างรวดเร็ว
“ ในตอนท้ายของการคำนวณคุณต้องอ่านว่าสถานะ [อนุภาค] อยู่ใน” Maunz กล่าว "ถ้าคุณสามารถอ่านได้โดยไม่รบกวนระบบนั่นเป็นข้อได้เปรียบที่นั่น"
คุณสามารถติดตาม LiveScience.com นักเขียนอาวุโส Clara Moskowitz บน Twitter @Claramoskowitz- ติดตาม LiveScience สำหรับข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุดและการค้นพบบน Twitter@livescienceและต่อไปFacebook-
