Как увидеть микроэффекты на макроуровне?

Физики объяснили, как добиться возникновения сильной связи между микро- и макрообъектом. Исследователи обещают, что это позволит наблюдать квантовые эффекты на макроуровне. Статья исследователей появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводит physicsworld.com. Препринт (pdf) статьи доступен на сайте arXiv.org.

По словам авторов работы, в настоящее время существует два основных метода изучения квантовых эффектов на макроуровне. Первый метод использует системы с большим количеством частиц, находящихся в запутанном состоянии. Второй метод — установка взаимосвязи между макро- и микрообъектом. Именно этот метод применяли исследователи.

В рамках работы ученые предлагают использовать два лазерных луча в зеркальном резонаторе, чтобы создать потенциальную яму — то есть регион пространства, где имеется локальный минимум потенциальной энергии. В эту яму исследователи предлагают поместить атом цезия, а рядом с ним — тонкую кристаллическую мембрану из материала с большим коэффициентом преломления.

В новой работе физикам удалось показать, что между макрообъектом (мембраной) и микрообъектом (атомом) устанавливается взаимосвязь. Действительно, движение атома, соответствующее изменению его квантового состояния, немного "толкает" мембрану. Она смещается. Это, в свою очередь, приводит к изменению параметром потенциальной ямы и дальнейшему движению атома. В результате поведение двух объектов оказывается взаимосвязано.

По словам исследователей, обнаружить движение мембраны можно по количеству света, которое покидает резонатор. В настоящее время исследователи планируют реализовать свой теоретический опыт на практике.

Как Большой адронный коллайдер будет работать в 2010 году

Ученые огласили расписание работы Большого адронного коллайдера (БАК) на 2010 год. Помесячный план экспериментов был представлен на зимней конференции по физике элементарных частиц в Аспене. Доклад, в котором описывались задачи физиков на ближайший год и анализировались причины аварии, произошедшей в сентябре 2009 года, был прочитан физиком Эриком Пребисом (Eric Prebys). Он руководит группой американских лабораторий LARP (LHC Accelerator Research Program — исследовательская программа, работающая на БАК), которая сотрудничает с европейскими учеными из CERN (организация, курирующая проект БАК).

К марту физики намерены увеличить энергию каждого пучка до 3,5 тераэлектронвольт (то есть энергия столкновений составит 7 тераэлектронвольт) и побить свой прошлогодний рекорд по энергии столкновений в 2,36 тераэлектронвольта. В конце июня энергия каждого пучка может быть увеличена до 4-5 тераэлектронвольт, однако эта перспектива будет дополнительно обсуждаться. Если специалисты решат довести энергию пучков до таких значений, то в мае эксперименты на БАК будут прерваны на месяц для перенастройки систем коллайдера.

Большой адронный коллайдер — это самый крупный на планете ускоритель элементарных частиц. С его помощью ученые намерены подтвердить или опровергнуть положения Стандартной Модели — наиболее популярной на сегодняшний день теории, объясняющей фундаментальные физические взаимодействия. Максимально возможная энергия столкновений на БАК составляет 14 тераэлектронвольт.

Еще до первого запуска коллайдера в 2008 году противники БАК высказывали опасения, что эксперименты на нем могут быть опасны для планеты. В частности, утверждалось, что столкновения элементарных частиц в ускорителе могут приводить к образованию черных дыр. На днях в архиве препринтов Корнельского университета появился препринт статьи, авторы которой утверждают, что им удалось доказать такую возможность. Однако ученые особо отмечают, что вероятность подобного события в ходе опытов на БАК очень невелика