Bryder grænser for klassisk fysik – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Nyheder > Nyheder 2012 > Bryder grænser for kla...

07. juni 2012

Bryder grænser for klassisk fysik

Med simpel bevisførelse viser forskere, at naturen er kompliceret! Forskere fra Niels Bohr Institutet har lavet et simpelt eksperiment, som viser, at naturen bryder almindelig logik – verden er anderledes end de fleste går og tror. Eksperimentet illustrerer, at lys ikke opfører sig efter den klassiske fysiks principper, men at lys har kvantemekaniske egenskaber. Den nye metode vil kunne bruges til at undersøge andre systemer for, om de opfører sig kvantemekanisk. Resultaterne er offentliggjort i det videnskabelige tidsskift, Physical Review Letters.

Inden for fysikken har man to kategorier: Den klassiske fysik og den kvantemekaniske fysik. I den klassiske fysik har ting, f.eks. en bil eller en bold, en position og en hastighed. Sådan ser vi klassisk på vores daglige verden. I den kvantemekaniske verden kan ting også have en position og en hastighed, men ikke på samme tid. Her er vi på atomart niveau, og her siger kvantemekanikken, at naturen opfører sig helt anderledes end man umiddelbart skulle tro. Det er ikke nok med, at vi ikke kender positionen og hastigheden, nej de to ting eksisterer simpelthen ikke samtidigt. Men hvordan ved vi, de ikke eksisterer samtidigt? Og hvor går grænsen for de to verdener? Disse spørgsmål har forskerne fundet en ny måde at besvare.

I de kvanteoptiske laboratorier på Niels Bohr Institutet har
forskerne udført eksperimenter, der viser, at lys bryder med
den klassiske fysiks principper. Studierne viste, at lyset kan
have både et elektrisk og et magnetisk felt, men ikke
samtidigt. Det vil sige, at lys besidder kvantemekaniske
egenskaber.

Lys på kvantemekanikken

"Vores mål er at udnytte kvantemekanikken på en ny måde. Derfor er det vigtigt for os at vide, at et 'system' virkelig opfører sig på en måde, som ikke har nogen klassisk forklaring. Til det formål har vi i første omgang undersøgt lys", fortæller Eran Kot, ph.d.-licentiat i forskningsgruppen, Kvanteoptik på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

På baggrund af en række eksperimenter i de kvanteoptiske laboratorier undersøgte de lysets tilstand. I klassisk fysik gælder det, at lys besidder både et elektrisk og et magnetisk felt.

"Det, som vores studier viste, var, at lyset kan have både et elektrisk og et magnetisk felt, men ikke samtidigt. Vi giver dermed et simpelt bevis for, at lys bryder med de klassiske principper. Det vil sige, at lys besidder kvantemekaniske egenskaber", siger Eran Kot.

Klassisk og ikke-klassisk mekanik

Formålet med forskningen er både grundlæggende at forstå verden, men der ligger også en praktisk udfordring i at kunne udnytte kvantemekanikken i større sammenhænge. For lys er det ikke den store overraskelse, at det opfører sig kvantemekanisk, men metoderne, som er blevet udviklet, kan også bruges til at undersøge andre systemer.

"Vi stræber mod at udvikle fremtidens kvantecomputere, og vi har derfor brug for at forstå grænserne for, hvornår noget opfører sig kvantemekanisk, og hvornår det er klassisk mekanik", siger professor i kvantefysik Anders S. Sørensen, der forklarer, at kvantecomputere nødvendigvis skal være opbygget af systemer med ikke-klassiske egenskaber.

Physical Review Letters >>