Gli scienziati hanno riesaminato un'idea vecchia di 60 anni di un fisico americano e hanno fornito nuove intuizioni sul mondo quantistico.

La ricerca, che ha richiesto sette anni per essere completato, potrebbe portare a tecniche spettroscopiche migliorate, tecniche laser, misure interferometriche ad alta precisione e applicazioni di fasci atomici.

La fisica quantistica è lo studio della materia a livello atomico. Gli atomi e gli elettroni sono così piccoli, 1 miliardo affiancato potrebbe stare in un centimetro. A causa del modo in cui gli atomi e gli elettroni si comportano, gli scienziati descrivono il loro comportamento come onde.

Onde, a differenza delle particelle che viaggiano in linea retta, può aggirare gli ostacoli, ma se ci sono abbastanza ostacoli casuali, le onde non possono passare perché interferiscono tra loro e si annullano.

A basse temperature, questione, che è composto da atomi e particelle, può essere fatto comportare come la luce; questo è, la luce si comporta allo stesso modo di tutte le onde. Nella sua interazione con la materia, la luce può comportarsi come se fosse composta da particelle che non girano intorno agli oggetti, ma invece viaggia in linea retta.

Nel Quantum Information Lab dell'Università, i ricercatori hanno fatto un ulteriore passo avanti e hanno aggiunto al mix un esperimento con atomi ultra-freddi. Con l'ausilio di laser ad alta tecnologia, hanno manipolato questi atomi ultrafreddi fino a renderli così freddi che il loro comportamento ondulatorio è diventato visibile all'occhio.

"Stiamo parlando di un miliardesimo di grado sopra lo zero assoluto (-273,15 gradi C), quindi è piuttosto freddo. Abbiamo creato schemi di ostacoli personalizzati per fermare le onde, e quando scattiamo una foto, possiamo scoprire dove sono questi atomi. Per di qua, possiamo vedere cosa è esattamente necessario per far riflettere le nostre onde quantomeccaniche sugli ostacoli, e perché le onde non entrano, " dice il dottor Hoogerland.

"Da questa ricerca emerge una comprensione più profonda del mondo quantistico, che a sua volta determina ciò che accade nel mondo che ci circonda. Gli spin-off di questa ricerca sono tecniche spettroscopiche migliorate, tecniche laser, misurazioni interferometriche ad alta precisione e applicazioni di fasci atomici."

Lavorare insieme, attraverso il Dodd-Walls Center for Photonics and Quantum Technologies, con i ricercatori dell'Università di Otago, il team di ricerca è stato finalmente in grado di abbinare i risultati degli esperimenti con le previsioni teoriche, dando il via a nuove intuizioni, che potrebbe essere utilizzato per creare e testare "materiali di design" con proprietà personalizzate.