Curiosament, la contribució d'aquestes trajectòries en bucle amb el patró d'interferència, condueix a una aparent desviació de la forma habitual del principi de superposició. Aquesta desviació aparent pot ser entesa com una aplicació incorrecta del principi de superposició, una vegada que la interferència addicional entre les trajectòries rectes en bucle i es té en compte, la superposició pot ser aplicada correctament.
L'equip de físics, dirigit per Omar S. Magaña-Loaiza i Israel De León, ha publicat un article sobre el nou experiment en un número recent de Nature Communications.
Bucles de llum
"El nostre treball és la primera observació experimental de trajectòries en bucle", va dir De Lleó a Phys.org. "Les trajectòries corbes són extremadament difícils de detectar per la seva baixa probabilitat d'ocurrència. Anteriorment, els investigadors havien suggerit que podrien existir aquestes trajectòries però no observar-les".
Per augmentar la probabilitat de l'ocurrència de les trajectòries en bucle, els investigadors van dissenyar una estructura de tres ranures que suporta els plasmons de superfície, que els científics descriuen com "camps electromagnètics fortament reduïts que poden existir en la superfície dels metalls". La presència d'aquests camps electromagnètics prop de les tres ranures augmenta la contribució de les trajectòries de bucle en el patró d'interferència global en gairebé dos ordres de magnitud.
"Hem proporcionat una explicació física que vincula la probabilitat que aquestes trajectòries als camps prop dels voltants de les esquerdes", va dir De Lleó. "Com a tal, es pot augmentar la força de prop de camps al voltant de les ranures per augmentar la probabilitat de fotons a les següents trajectòries en bucle".
Principi de superposició que representen el trajectòries en bucle
El nou experiment amb tres esquerdes amb trajectòries en bucle és només una de moltes variacions de l'experiment de la doble escletxa original, que va ser realitzat per primera vegada el 1801 per Thomas Young. Des de llavors, els investigadors han estat duent a terme les versions que utilitzen electrons, àtoms o molècules en lloc de fotons.
Una de les raons per les quals l'experiment de la doble escletxa ha atret tant l'atenció és que representa una manifestació física del principi de superposició quàntica. L'observació que les partícules individuals pugin crear un patró d'interferència, implica que les partícules han de viatjar a través de les dues escletxes al mateix temps. Aquesta capacitat d'ocupar dos llocs o estats, alhora, és la característica definitòria de la superposició quàntica.
Les trajectòries rectes (verd) i les trajectòries de bucle (vermella, discontínua, puntejada) de la llum, on el núvol vermell prop de la superfície representa els camps propers, el que augmenta la probabilitat que els fotons seguiran el seu camí en bucle.
Fins al moment, totes les versions anteriors de l'experiment han produït resultats que semblen ser descrits amb precisió pel principi de superposició. Això es deu al fet que les trajectòries de bucle són tan rares en condicions normals que la seva contribució al patró d'interferència global sol ser insignificant, i així aplicar el principi de superposició a aquells casos en els resultats d'una molt bona aproximació.
És quan la contribució de les trajectòries de bucle es converteix en no menyspreable ja que es fa evident que la interferència total no és simplement la superposició de funcions d'ona individuals de fotons amb trajectòries rectes, de manera que el patró d'interferència no es descriu correctament per la forma usual de la principi de superposició.
Font: PHYSOrg
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquest és un blog amb moderador dels comentaris. Per tant, no apareixen immediatament