Physicists have succeeded in confir

Physicists have succeeded in confirming one of the theoretical aspects of quantum physics: Subatomic objects switch between particle and wave states when observed, while remaining in a dual state beforehand.

In the macroscopic world, we are used to waves being waves and solid objects being particle-like. However, quantum theory holds that for the very small this distinction breaks down. Light can behave either as a wave, or as a particle. The same goes for objects with mass like electrons.

This raises the question of what determines when a photon or electron will behave like a wave or a particle. How, anthropomorphizing madly, do these things “decide” which they will be at a particular time?

The dominant model of quantum mechanics holds that it is when a measurement is taken that the “decision” takes place. Erwin Schrodinger came up with his famous thought experiment using a cat to ridicule this idea. Physicists think that quantum behavior breaks down on a large scale, so Schrödinger's cat would not really be both alive and dead—however, in the world of the very small, strange theories like this seem to be the only way to explain what we we see.

In 1978, John Wheeler proposed a series of thought experiments to make sense of what happens when a photon has to either behave in a wave-like or particle-like manner. At the time, it was considered doubtful that these could ever be implemented in practice, but in 2007 such an experiment was achieved.

Now, Dr. Andrew Truscott of the Australian National University has reported the same thing in Nature Physics, but this time using a helium atom, rather than a photon.

“A photon is in a sense quite simple,” Truscott told IFLScience. “An atom has significant mass and couples to magnetic and electric fields, so it is much more in tune with its environment. It is more of a classical particle in a sense, so this was a test of whether a more classical particle would behave in the same way.”

Trustcott's experiment involved creating a Bose-Einstein Condensate of around a hundred helium atoms. He conducted the experiment first with this condensate, but says the possibility that atoms were influencing each other made it important to repeat after ejecting all but one. The atom was passed through a “grate” made by two laser beams that can scatter an atom in a similar manner to a solid grating that can scatter light. These have been shown to cause atoms to either pass through one arm, like a particle, or both, like a wave.

A random number generator was then used to determine whether a second grating would appear further along the atom's path. Crucially, the number was only generated after the atom had passed the first grate.

The second grating, when applied, caused an interference pattern in the measurement of the atom further along the path. Without the second grating, the atom had no such pattern.



An optical version of Wheeler's delayed choice experiment (left) and an atomic version as used by Truscott (right). Credit: Manning et al.

Truscott says that there are two possible explanations for the behavior observed. Either, as most physicists think, the atom decided whether it was a wave or a particle when measured, or “a future event (the method of detection) causes the photon to decide its past.”

In the bizarre world of quantum mechanics, events rippling back in time may not seem that much stranger than things like “spooky action at a distance” or even something being a wave and a particle at the same time. However, Truscott said, “this experiment can't prove that that is the wrong interpretation, but it seems wrong, and given what we know from elsewhere, it is much more likely that only when we measure the atoms do their observable properties come into reality.”

Read this next: Parkinson's Therapy Revived After 20 Years

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Physicists ประสบความสำเร็จในการยืนยันหนึ่งในด้านทฤษฎีของฟิสิกส์ควอนตัม: ระบุวัตถุ Subatomic สลับระหว่างอนุภาคและคลื่นเมื่อสังเกต ขณะที่เหลือในสถานะคู่ไว้ล่วงหน้าในโลก macroscopic เราจะใช้คลื่นคลื่นและวัตถุของแข็งอนุภาคเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีควอนตัมถือว่า เล็กมากสำหรับ ความแตกต่างแบ่ง แสงสามารถทำงาน เป็นคลื่น หรือ เป็นอนุภาค เช่นเดียวกับวัตถุที่มีมวลเช่นอิเล็กตรอนนี้เพิ่มคำถามที่อะไรเป็นตัวกำหนดเมื่อโฟตอนหรืออิเล็กตรอนจะทำท่าคลื่นหรืออนุภาค วิธี anthropomorphizing นักสิ่งเหล่านี้ "ตัดสินใจ" ซึ่งพวกเขาจะในเวลาใดรูปแบบหลักของควอนตัมถือว่า เป็นเมื่อนำมาประเมินว่า "ตัดสินใจ" เกิดขึ้น Schrodinger แอร์ขึ้นมาพร้อมกับทดลองทางความคิดที่มีชื่อเสียงของเขาใช้แมวล้อเลียนความคิดนี้ Physicists คิดว่า ลักษณะการทำงานของควอนตัมแบ่งบนมาตราส่วนขนาดใหญ่ เพื่อให้แมวของวินไม่จริง ๆ จะมีชีวิตอยู่ และตายตัวอย่างไรก็ตาม ในโลกของทฤษฎีเล็ก ๆ แปลกเช่นนี้ดูเหมือนจะเป็นวิธีเดียวที่จะอธิบายอะไรเราเราดูในปี 1978 จอห์นวีลเลอร์เสนอชุดความคิดทดลองทำน่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อโฟตอนมีทั้งการทำงานในลักษณะ คล้ายคลื่น หรืออนุภาคเช่น เวลา มันถือเป็นหนี้สงสัยสูญที่เหล่านี้ได้เคยนำมาใช้ในทางปฏิบัติ แต่ในปี 2007 การทดลองสำเร็จ ตอนนี้ ดร.แอนดรู Truscott มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียมีรายงานเหมือนในธรรมชาติ แต่เวลานี้ใช้อะตอมฮีเลียม แทนเรา"เรายังเป็นความรู้สึกที่ค่อนข้างง่าย Truscott บอก IFLScience "อะตอมมีมวลสำคัญ และคู่กับแม่เหล็กและไฟฟ้าเขต จึงมากขึ้นในการปรับแต่ง ด้วยสภาพแวดล้อม ได้มากกว่าอนุภาคคลาสสิกในความรู้สึก เพื่อนี้เป็นการทดสอบว่าอนุภาคคลาสสิกมากขึ้นจะทำงานแบบเดียวกับ"การทดลองของ Trustcott เกี่ยวข้องสร้างคอนเดนเสทขนาดไอน์สของอะตอมฮีเลียมประมาณร้อย เขาดำเนินการทดลองครั้งแรกกับคอนเดนเสทนี้ แต่ว่า เป็นไปได้ว่า อะตอมมีชักกันทำต้องทำซ้ำหลังจากเลิกทั้งหมดแต่หนึ่ง อะตอมได้ผ่านการ "grate" โดยสองลำแสงเลเซอร์ที่สามารถกระจายอะตอมในลักษณะคล้ายกับ grating แข็งที่สามารถกระจายแสง เหล่านี้มีการแสดงทำอะตอมให้ผ่านอย่างใดอย่างหนึ่งโดยใช้แขนข้างหนึ่ง เช่นอนุภาค หรือทั้งสองอย่าง เช่นคลื่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลขสุ่มแล้วใช้เพื่อกำหนดว่า grating ที่สองจะแสดงต่อไปตามเส้นทางของอะตอม อำนาจ หมายเลขถูกสร้างเท่านั้นหลังจากที่อะตอมได้ผ่าน grate แรกGrating สอง ประยุกต์ เกิดรูปแบบการรบกวนในการวัดของอะตอมต่อไปตามเส้นทาง โดย grating สอง อะตอมที่มีรูปแบบดังกล่าวไม่รุ่นแสงของล้อของล่าช้าทางเลือกทดลอง (ซ้าย) และรุ่นอะตอมใช้โดย Truscott (ขวา) เครดิต: เป็น et alTruscott กล่าวว่า มีคำอธิบายได้สองลักษณะการทำงานที่สังเกต อย่างใดอย่างหนึ่ง physicists ส่วนใหญ่คิดว่า อะตอมตัดสินใจว่า มันเป็นคลื่นหรืออนุภาคเมื่อวัด หรือ "เหตุการณ์ในอนาคต (วิธีการตรวจสอบ) ให้เราในการตัดสินใจของอดีต"ในโลกที่แปลกประหลาดของควอนตัม เหตุการณ์ rippling ย้อนหลังอาจดูเหมือน คนแปลกหน้าที่มากไม่ กว่าสิ่งที่ชอบ "ทำงานเหมือนผีใน" หรือแม้กระทั่งสิ่งที่เป็นคลื่นและอนุภาคที่เวลาเดียวกัน อย่างไรก็ตาม Truscott กล่าว, "การทดลองนี้ไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่า ที่ตีความไม่ถูกต้อง แต่เหมือนไม่ถูกต้อง และให้สิ่งที่เรารู้จากที่อื่น เป็นมากมีแนวโน้มว่า เมื่อเราวัดอะตอม ทำคุณสมบัติ observable มาเป็นความจริง"อ่านต่อไปนี้: ของพาร์กินบำบัดฟื้นฟูหลังจาก 20 ปี

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

นักฟิสิกส์ได้ประสบความสำเร็จในการยืนยันหนึ่งในด้านทฤษฎีควอนตัมฟิสิกส์วัตถุ subatomic สลับไปมาระหว่างอนุภาคและคลื่นรัฐเมื่อสังเกตในขณะที่เหลืออยู่ในสถานะคู่ก่อน. ในโลกด้วยตาเปล่าที่เราจะใช้ในการคลื่นเป็นคลื่นและวัตถุที่เป็นของแข็งเป็นอนุภาค เหมือน แต่ทฤษฎีควอนตัถือที่มีขนาดเล็กมากความแตกต่างนี้แบ่งลง แสงสามารถประพฤติตัวไม่ว่าจะเป็นคลื่นหรืออนุภาค เดียวกันจะไปสำหรับวัตถุที่มีมวลเช่นอิเล็กตรอน. นี้ทำให้เกิดคำถามของสิ่งที่กำหนดเมื่อโฟตอนหรืออิเล็กตรอนจะทำตัวเหมือนคลื่นหรืออนุภาค วิธี anthropomorphizing นักทำสิ่งเหล่านี้ "ตัดสินใจ" ซึ่งพวกเขาจะเป็นเวลาใดเวลาหนึ่ง? รูปแบบที่โดดเด่นของกลศาสตร์ควอนตัถือได้ว่ามันคือเมื่อจะนำมาวัดว่า "การตัดสินใจ" ที่จะเกิดขึ้น เออร์วินชเรอดิงเงขึ้นมาทดลองทางความคิดที่มีชื่อเสียงของเขาโดยใช้แมวที่จะเยาะเย้ยความคิดนี้ นักฟิสิกส์คิดว่าพฤติกรรมของควอนตัมแบ่งลงในขนาดใหญ่เพื่อให้แมวSchrödingerจะไม่จริงเป็นได้ทั้งชีวิตอยู่และตาย แต่ในโลกของขนาดเล็กมากทฤษฎีแปลก ๆ เช่นนี้ดูเหมือนจะเป็นวิธีเดียวที่จะอธิบายสิ่งที่เราที่เราเห็น . ในปี 1978 จอห์นวีลเลอร์นำเสนอชุดของการทดลองทางความคิดที่จะทำให้ความรู้สึกของสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อโฟตอนมีทั้งทำงานในเหมือนคลื่นหรืออนุภาคลักษณะเหมือน ในขณะที่มันได้รับการพิจารณาที่น่าสงสัยว่าเหล่านี้เคยได้รับการดำเนินการในทางปฏิบัติ แต่ในปี 2007 การทดลองดังกล่าวก็ประสบความสำเร็จ. ตอนนี้ดร. แอนดรูสก็อตของมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียรายงานในสิ่งเดียวกันในสาขาฟิสิกส์ธรรมชาติ แต่คราวนี้ใช้ อะตอมฮีเลียมมากกว่าโฟตอน. "โฟตอนอยู่ในความรู้สึกค่อนข้างง่าย" สก็อตบอก IFLScience "อะตอมมีมวลอย่างมีนัยสำคัญและคู่ต่อสนามแม่เหล็กและไฟฟ้าจึงเป็นสิ่งที่มากขึ้นในการปรับแต่งกับสภาพแวดล้อม มันมีมากขึ้นของอนุภาคคลาสสิกในความรู้สึกเช่นนี้คือการทดสอบว่าอนุภาคที่คลาสสิกมากขึ้นจะประพฤติในทางเดียวกัน. " การทดลอง Trustcott เกี่ยวข้องกับการสร้างคอนเดนเสท Bose-Einstein ประมาณร้อยอะตอมฮีเลียม เขาทำการทดลองครั้งแรกกับคอนเดนเสทนี้ แต่บอกว่าเป็นไปได้ที่ถูกอะตอมที่มีอิทธิพลต่อกันและกันทำให้มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำซ้ำหลังจากถอดทั้งหมด แต่หนึ่ง อะตอมก็ผ่านไปผ่าน "ตะแกรง" ทำสองลำแสงเลเซอร์ที่สามารถกระจายอะตอมในลักษณะที่คล้ายกับตะแกรงที่เป็นของแข็งที่สามารถกระจายแสง เหล่านี้ได้รับการแสดงที่จะทำให้เกิดอะตอมทั้งผ่านแขนข้างหนึ่งเช่นอนุภาคหรือทั้งสองอย่างเช่นคลื่น. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำนวนสุ่มถูกนำมาใช้เพื่อตรวจสอบว่าตะแกรงที่สองจะปรากฏต่อไปตามเส้นทางของอะตอม ขับเคลื่อนจำนวนถูกสร้างขึ้นเฉพาะหลังจากที่อะตอมได้ผ่านตะแกรงแรก. ตะแกรงที่สองเมื่อนำมาใช้ก่อให้เกิดรูปแบบการแทรกแซงในการวัดของอะตอมต่อไปตามเส้นทาง โดยไม่ต้องตะแกรงสองอะตอมไม่มีรูปแบบดังกล่าว. รุ่นออปติคอลของการทดลองทางเลือกของความล่าช้าล้อ (ซ้าย) และรุ่นอะตอมที่ใช้โดยสก็อต (ขวา) เครดิต:. แมนนิ่ง et al, สก็อตกล่าวว่ามีสองคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับพฤติกรรมที่สังเกต ทั้งสองเป็นนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่คิดว่าอะตอมตัดสินใจไม่ว่าจะเป็นคลื่นหรืออนุภาคเมื่อวัดหรือ "เหตุการณ์ในอนาคต (วิธีการตรวจสอบ) ที่ทำให้เกิดโฟตอนในการตัดสินใจที่ผ่านมา." ในโลกที่แปลกประหลาดของกลศาสตร์ควอนตัมเหตุการณ์ rippling กลับในเวลาไม่อาจดูเหมือนว่าคนแปลกหน้ากว่าสิ่งที่ต้องการ "การกระทำเหมือนผีที่ระยะทาง" หรือแม้กระทั่งสิ่งที่เป็นคลื่นและอนุภาคในเวลาเดียวกัน แต่สก็อตกล่าวว่า "การทดลองนี้ไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่านั่นคือการตีความที่ไม่ถูกต้อง แต่ดูเหมือนว่าผิดและได้รับสิ่งที่เรารู้มาจากที่อื่นก็มีโอกาสมากขึ้นที่ได้ก็ต่อเมื่อเราวัดอะตอมทำคุณสมบัติที่สังเกตของพวกเขาเข้ามาใน ความจริง ". อ่านต่อไปบำบัดพาร์กินสันฟื้นขึ้นมาหลังจาก 20 ปีที่ผ่านมา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นักฟิสิกส์ได้ประสบความสำเร็จ ในการยืนยัน หนึ่งในแง่มุมเชิงทฤษฎีของฟิสิกส์ : โมเลกุลวัตถุสลับระหว่างอนุภาค และคลื่น เมื่อสหรัฐสังเกตในขณะที่อยู่ในสถานะคู่ก่อน

ในโลกหน้า เราจะใช้คลื่นเป็นคลื่นและอนุภาควัตถุแข็งเป็นยังไง อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีควอนตัม ถือว่าเล็กมากความแตกต่างนี้แบ่งลงแสงสามารถประพฤติตัวเป็นคลื่น หรือเป็นอนุภาค เดียวกันจะไปสำหรับวัตถุที่มีมวล เช่น อิเล็กตรอน

นี้เพิ่มคำถามที่กำหนดเมื่อโฟตอนอิเล็กตรอนหรือจะทำตัวเป็นคลื่นหรืออนุภาค ยังไง anthropomorphizing อย่างบ้าคลั่ง ทำสิ่งเหล่านี้ " ตัดสินใจ " ซึ่งจะอยู่ในเวลาใดเวลาหนึ่ง ?

รูปแบบเด่นของกลศาสตร์ควอนตัมถือมันเมื่อวัดถูกว่า " การตัดสินใจ " จะเกิดขึ้น แอร์วินชเรอดิงเงอร์ มากับความคิดที่มีชื่อเสียงของเขาทดลองใช้แมวหัวเราะเยาะความคิดนี้ นักฟิสิกส์คิดว่าพฤติกรรมควอนตัมแบ่งลงในขนาดใหญ่เพื่อให้แมวของชเรอดิงเงอร์จะไม่ได้จริงๆมีทั้งอยู่และตาย อย่างไรก็ตาม ในโลกของขนาดเล็กมาก