พวกเขารู้ว่ามันเป็นเรื่องจริง แต่ตอนนี้พวกเขาได้แสดงให้เห็นแล้ว: นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าหลักการความไม่แน่นอนซึ่งเป็นหนึ่งในกฎที่มีชื่อเสียงที่สุดของฟิสิกส์ควอนตัมทำงานในวัตถุขนาดใหญ่ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
หลักการที่อธิบายโดยนักฟิสิกส์เวอร์เนอร์ไฮเซนเบิร์กเกือบหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมาระบุว่าการกระทำเพียงการวัดตำแหน่งของอนุภาคเช่นอิเล็กตรอนจำเป็นต้องรบกวนโมเมนตัมของมัน นั่นหมายความว่ายิ่งคุณพยายามวัดตำแหน่งของมันมากเท่าไหร่คุณก็ยิ่งรู้ว่ามันเคลื่อนไหวเร็วแค่ไหนและในทางกลับกัน
ในขณะที่ในทางทฤษฎีหลักการนี้ดำเนินการกับวัตถุทั้งหมดในทางปฏิบัติผลกระทบของมันถูกคิดว่าสามารถวัดได้เฉพาะในดินแดนเล็ก ๆ ที่กฎของกลศาสตร์ควอนตัมมีความสำคัญ ในการทดลองใหม่ที่อธิบายไว้ในวารสารวิทยาศาสตร์ฉบับวันที่ 15 กุมภาพันธ์นักฟิสิกส์ได้แสดงให้เห็นว่าหลักการความไม่แน่นอนสามารถตรวจพบเอฟเฟกต์ในกลองเล็ก ๆ ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
โลกใบเล็ก
หลักการความไม่แน่นอนขึ้นอยู่กับการกระทำใด ๆ ของการวัดใด ๆ ตัวอย่างเช่นหากกโฟตอนหรืออนุภาคของแสงจากกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้ในการดูอิเล็กตรอนโฟตอนจะกระเด้งออกจากอิเล็กตรอนและขัดขวางโมเมนตัมของมัน Tom Purdy ผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าวว่านักฟิสิกส์ที่ Jila สถาบันร่วมของมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์และสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ -Wacky Physics: อนุภาคเล็ก ๆ ที่เจ๋งที่สุดในธรรมชาติ-
แต่ยิ่งวัตถุที่ใหญ่กว่าผลกระทบที่น้อยกว่าโฟตอนที่ตีกลับจะมีต่อโมเมนตัมของมันทำให้หลักการความไม่แน่นอนน้อยลงเกี่ยวข้องน้อยลงในระดับที่ใหญ่ขึ้น
อย่างไรก็ตามในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักฟิสิกส์ได้ผลักดันขีด จำกัด ที่หลักการปรากฏขึ้นในตอนท้าย Purdy และเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างกลองขนาด 0.02 นิ้ว (0.5 มิลลิเมตร) ที่ทำจากซิลิกอนไนไตรด์ซึ่งเป็นวัสดุเซรามิกที่ใช้ในยานอวกาศ
จากนั้นพวกเขาตั้งค่ากลองระหว่างสองกระจกและแสงเลเซอร์ส่องสว่างบนมัน โดยพื้นฐานแล้วกลองจะถูกวัดเมื่อโฟตอนกระเด้งออกจากกลองและเบี่ยงเบนกระจกในปริมาณที่กำหนดและเพิ่มจำนวนโฟตอนเพิ่มความแม่นยำในการวัด แต่โฟตอนมากขึ้นทำให้เกิดความผันผวนมากขึ้นและมากขึ้นซึ่งทำให้กระจกสั่นอย่างรุนแรง จำกัด ความแม่นยำในการวัด การเขย่าพิเศษนั้นเป็นข้อพิสูจน์ถึงหลักการความไม่แน่นอนในการดำเนินการ การตั้งค่าถูกเก็บไว้เย็นยะเยือกเพื่อป้องกันความผันผวนทางความร้อนจากการจมน้ำออกจากผลควอนตัมนี้
ผลการวิจัยอาจมีผลกระทบต่อการตามล่าคลื่นแรงโน้มถ่วงทำนายโดยทฤษฎีทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงเลเซอร์ (LIGO) หอสังเกตการณ์คู่หนึ่งในหลุยเซียน่าและวอชิงตันถูกตั้งค่าให้ใช้เซ็นเซอร์เล็ก ๆ เพื่อวัดคลื่นความโน้มถ่วงในเวลาอวกาศและหลักการความไม่แน่นอน
การวัดของ LIGO "จะมีคำสั่งจำนวนมากของขนาดกล้องจุลทรรศน์มากกว่าของเรา" Purdy บอก LiveScience
ผลลัพธ์ของการทดลองล่าสุดเป็นเรื่องแปลกใหม่ที่พวกเขาแสดงทั้งแบบคลาสสิกและกลศาสตร์ควอนตัมการดำเนินงานในระดับเดียวกัน Saurya Das นักฟิสิกส์ทฤษฎีที่มหาวิทยาลัย Lethbridge ในแคนาดากล่าวซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษา
“ ครึ่งมิลลิเมตรเป็นเหมือนสิ่งที่เราสามารถจับได้ในมือของเรา” ดาสบอกกับ LiveScience "เห็นได้ชัดว่ากลไกคลาสสิกนั้นถูกต้อง แต่พวกเขาทำให้กลศาสตร์ควอนตัมเกี่ยวข้องกับขนาดนั้น"
ในฐานะที่เป็นความสำเร็จทางเทคนิคมันก็น่าประทับใจเช่นกัน Das กล่าว
"ในระดับนั้นแม้กระทั่ง 10 ปีที่ผ่านมาผู้คนก็คิดว่าไม่มีประเด็นที่จะทำการทดลองนี้เพราะคุณจะไม่เห็นอะไรเลย"
ติดตาม Livescience บน Twitter@livescience- เรายังอยู่ด้วยFacebook-Google+-
