Blog > Komentarze do wpisu
Fale materii - jednak trochę inne

Istnienie postulowanych przez mechanikę kwantową fal materii jest dobrze potwierdzonym faktem doświadczalnym.  Okazuje się jednak, że fale materii nieco się różnią od fal świetlnych.

Doświadczenie Younga

Ważną cechą fal jest ich zdolność do interferencji: gdy grzbiet jednej fali spotyka się z grzbietem drugiej, fale wzmacniają się, gdy grzbiet jednej spotyka się z doliną drugiej - osłabiają. Ilustracją tej zasady jest doświadczenie Younga. Na bardziej precyzyjne pomiary pozwala interferometr Macha-Zehndera. Kilka lat temu zbudowano jego odpowiednik dla elektronów: prąd elektryczny rozdzielany jest w specjalnym mikroczipie na dwie gałęzie, częściowo odbijające elektrony, częściowo przepuszczające je dalej. Z ruchem elektronów w każdej gałęzi związana jest pewna fala materii. Elektrony z obu gałęzi, a więc i związane z nimi fale, spotykają się w odbiorniku, gdzie obserwujemy ich interferencję. To, czy grzbiet jednej fali spotka się z grzbietem drugiej, czy też z doliną, zależy od przyłożonego pola magnetycznego. Stosując zmienne pole, można odtworzyć klasyczny obraz interferencyjny.

Niedawno odkryto, iż fale materii zachowują się nieco inaczej od fal świetlnych. Dla światła im większe natężenie, tym wyraźniejsze są prążki interferencyjne. Tymczasem dla elektronów interferencja słabła, gdy natężenie prądu rosło. Wyjaśnienie tego zjawiska pojawiło się dopiero kilka tygodni temu w Physical Review Letters (tutaj i tutaj): Cząstki światła, fotony, nie oddziałują ze sobą, a więc obecność jednego nie wpływa na losy pozostałych. Elektrony, przeciwnie, odpychają się elektrostatycznie, "wiedzą" zatem, że jakieś inne elektrony podążają ich drogą. Gdy do gałęzi interferometru wstrzyknięty zostaje nowy elektron, te, które już się tam znajdują, muszą się nieco przesunąć, aby zrobić miejsce przybyszowi. Osłabia to, a w końcu nawet niszczy efekty interferencyjne pomiędzy dwiema gałęziami.

Natura fal materii jest bardziej złożona, niż to się dotychczas wydawało. Może to potencjalnie rzutować na użyteczność komputerów kwantowych. Z drugiej jednak strony otwiera się oto możliwość badania zupełnie nowych zjawisk kwantowych, które z czasem mogą okazać się do czegoś przydatne. Ale do czego? Nie mam pojęcia, Sir.

poniedziałek, 02 czerwca 2008, pfg
Komentarze
2008/06/28 09:38:20
Interesujące, jak widać w tej dziedzinie będzie chyba jeszcze ogromnie dużo odkryć.
-
Gość: stem, pc0-156.gwardii.osi.pl
2009/09/15 21:54:43
A mnie się wydawało, że fale materii de Broglie'a są czymś innym niż fale prawdopodobieństwa w ujęciu Schoednigera-Borna opartym na funkcji falowej i jej interpretacji probabilistycznej.