სიახლეები
კვანტური გადახლართულობა არის ფენომენი, რომლის დროსაც ორი ან მეტი ნაწილაკის თვისებები ერთმანეთზეა დამოკიდებული, მიუხედავად იმისა, რამდენად არიან ისინი ერთმანეთისგან დაშორებული. მიუხედავად იმისა, რომ ბელის უტოლობების მკაცრმა ჩარჩომ შესაძლებელი გახადა ასეთი გადახლართულობის დემონსტრირება ფოტონებსა და ატომების შიდა მდგომარეობებისთვის, მასიური ნაწილაკების იმპულსებისთვის მსგავსი ექსპერიმენტი აქამდე არ ჩატარებულა.
2026 წლის 4 თებერვალს ჟურნალ Nature Communications-ში გამოქვეყნდა Australian National University-ის მეცნიერების სტატია, სადაც მათ პირველად აჩვენეს მასიური ატომების იმპულსების კვანტური გადახლართულობა.
ექსპერიმენტში გამოყენებული იყო დაახლოებით 10⁵ ჰელიუმის ატომისგან (⁴He*) შემდგარი ბოზე–აინშტაინის კონდენსატი, რომელიც მაგნიტურ ველში იყო ჩაჭერილი. ჩვეულებრივ, ატომები დამოუკიდებლად მოძრაობენ, მაგრამ როდესაც ისინი თითქმის აბსოლუტურ ნულამდე ცივდება, მათი კვანტური მდგომარეობები ერთიან კოლექტიურ ობიექტად გარდაიქმნება, რომელსაც ბოზე–აინშტაინის კონდენსატი ეწოდება.
მეცნიერებმა ლაზერული იმპულსების საშუალებით ეს კონდენსატი სამ ჯგუფად დაყვეს, რომელთაგან ერთ-ერთი უძრავად დარჩა. როდესაც მოძრავი ღრუბლები უძრავ ფენაში გადიოდნენ, ატომების წყვილები საპირისპირო მიმართულებით იფანტებოდნენ და ქმნიდნენ კვანტურად კორელირებული წყვილების სფერულ გარსებს. ფიზიკოსები მათ „გაფანტულ ჰალოებს“ უწოდებენ.
ატომების კვანტური გადახლართულობის დასამტკიცებლად გუნდმა გამოიყენა Rarity–Tapster interferometer, რომელშიც ეს ეფექტი პირველად 1990 წელს ფოტონებისთვის იქნა დემონსტრირებული. როდესაც ატომები გრავიტაციის გავლენით ინტერფერომეტრის დეტექტორისკენ ეცემოდნენ, დაფიქსირდა ინტერფერენციული სურათი. გაზომვებმა აჩვენა ბელის უტოლობების დარღვევა — მათემატიკური ტესტი, რომელიც კვანტურ გადახლართულობას ნებისმიერი კლასიკური ახსნისგან განასხვავებს. ამჯერად საქმე ეხებოდა არა ფოტონის პოლარიზაციას ან ატომურ სპინს, არამედ მასიური ობიექტების მოძრაობას, რომელმაც პირველად გამოავლინა კვანტური არალოკალურობა.
ამ აღმოჩენის მნიშვნელობა მხოლოდ ფუნდამენტური ფიზიკით არ შემოიფარგლება. ფოტონებისგან განსხვავებით, ჰელიუმის ატომებს მასა აქვთ და მათზე გრავიტაცია მოქმედებს. მიღებული შედეგები ახალ შესაძლებლობას ქმნის იმის შესასწავლად, თუ როგორ ურთიერთქმედებს კვანტური მექანიკა ფარდობითობის ზოგად თეორიასთან. თუ გადახლართულობის მასშტაბირება გრავიტაციულ ველებში მასიური ნაწილაკებისთვის შესაძლებელი გახდება, ეს შეიძლება ფიზიკის ერთიანი თეორიის შექმნისკენ გადადგმული მნიშვნელოვანი ნაბიჯი აღმოჩნდეს. გუნდი უკვე მუშაობს ახალ ექსპერიმენტებზე ჰელიუმის ორი იზოტოპის — ³He* და ⁴He* — ინტერფერენციით, რომლებიც მასით განსხვავდებიან და გრავიტაციული ეფექტების შესასწავლად განსაკუთრებულ ინტერესს წარმოადგენს.
