Эксперимент на свободной орбите с лазерной интерферометрией рентгеновских лучей - Free-orbit experiment with laser interferometry X-rays

В Эксперимент на свободной орбите с использованием лазерной интерферометрии рентгеновских лучей (ФЕЛИКС)^[1] принадлежит к категории экспериментов, изучающих, могут ли макроскопические системы находиться в суперпозиция состояния. Первоначально это было предложено физиком Роджер Пенроуз в своей книге 2004 года Дорога к реальности специально, чтобы доказать, есть ли нетрадиционный декогеренция такие процессы, как декогеренция, вызванная гравитацией, или спонтанные коллапс волновой функции из квантовая система происходить.

Позже пересмотрен, чтобы проводиться как настольный эксперимент,^[2][3] в случае успеха, по оценкам, масса примерно 10¹⁴ атомы были бы наложены друг на друга, примерно на девять порядков более массивными, чем любая суперпозиция, наблюдаемая к той дате (2003 г.).

Конфигурация

Рис. 2. Интерферометр Майкельсона.

Предлагаемая экспериментальная установка в основном представляет собой вариацию Интерферометр Майкельсона но для одиночного фотона. Кроме того, одно из зеркал должно быть очень маленьким и закреплено на изолированном микромеханическом осцилляторе. Это позволяет ему двигаться, когда фотон отражается от него, так что он может накладываться на фотон. Цель состоит в том, чтобы изменить размер зеркала, чтобы исследовать влияние массы на время, необходимое квантовой системе для коллапса.

Первоначально плечи интерферометра должны были растягиваться на сотни тысяч километров, чтобы достичь времени прохождения фотона туда и обратно, сопоставимого с периодом осциллятора, но это означало, что эксперимент должен был проходить на орбите, что уменьшало его жизнеспособность. Пересмотренное предложение^[2] требует, чтобы зеркала были помещены в оптические резонаторы высокой точности, которые будут улавливать фотоны на достаточно долгое время для достижения желаемой задержки.

Существуют различные технологические проблемы, но все они находятся в пределах возможностей лаборатории высокого класса. Главное требование - чтобы масса полости оставалась как можно меньшей. Чтобы избежать шума в интерферометре и иметь низкую вероятность испускания более одного фотона каждый раз, необходима очень низкая абсолютная температура для эксперимента, порядка 60 мкК. По тем же причинам и во избежание декогеренция, экспериментальная установка должна находиться в условиях сверхвысокого вакуума. Длина волны фотонов была рассчитана примерно на 630 нм, поэтому отражающие поверхности могут быть как можно меньше и при этом избежать проблем с преломлением и отражательной способностью. Микромеханический осциллятор может быть похож на кантилевер в атомно-силовая микроскопия и отражающие поверхности, обычно используемые в подобных сложных экспериментах, не представляют реальной проблемы. Были предложены различные сложные электромагнитные механизмы для «сброса» резонаторов в стабильное состояние перед каждым повторением эксперимента.

Смотрите также

• Интерпретация Пенроуза
• Объективная теория коллапса

Рекомендации

1. Пенроуз, Роджер (декабрь 2002 г.) [2000]. "Гравитационный коллапс волновой функции: экспериментально проверяемое предложение" (PDF). Девятая встреча Марселя Гроссмана. World Scientific. С. 3–6. Дои:10.1142/9789812777386_0001. ISBN  9789812777386. Получено 21 июн 2014.
2. Маршалл, Уильям; Кристоф, Саймон; Пенроуз, Роджер; Баумейстер, Дик (сентябрь 2003 г.). «К квантовым суперпозициям зеркала». Письма с физическими проверками. 91 (13): 130401–130405. arXiv:Quant-ph / 0210001. Bibcode:2003ПхРвЛ..91м0401М. Дои:10.1103 / PhysRevLett.91.130401. PMID  14525288.
3. Адлер, Стивен; Басси, Анджело; Ипполити, Эмилиано (9 марта 2005 г.). «К квантовым суперпозициям зеркала: точный анализ открытых систем - детали расчета». Журнал физики A: математические и общие. 38 (12): 2715–2727. arXiv:Quant-ph / 0407084. Bibcode:2005JPhA ... 38.2715A. Дои:10.1088/0305-4470/38/12/013.