งานทดลองที่จุกจิกอาจเป็นประโยชน์สำหรับการจับเวลาและการ เซ็กซี่บาคาร่า คำนวณMonika Schleier-Smith กล่าวว่า “ฉันชอบถ้าฉันสามารถวิ่งขึ้นเนินและได้รับรางวัลเป็นวิวอ่าว เธอกำลังพูดถึงสถานที่โปรดในการออกกำลังกายรอบๆ เมือง Palo Alto รัฐแคลิฟอร์เนีย แต่ทัศนคตินี้ก็นำไปใช้กับงานทางวิทยาศาสตร์ของเธอด้วย นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด Schleier-Smith วัย 36 ปี มีชื่อเสียงในด้านการยอมรับการปีนขึ้นเนิน เธอจะผลักดัน ผลักดัน ผลักดันรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ของการทดลอง จนกว่าเธอจะบรรลุสิ่งที่คนอื่นคิดว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้
รางวัลของเธอ?
การได้เห็นอะตอมกลุ่มใหญ่ทำตามคำสั่งของเธอและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันในระยะทางที่กว้างใหญ่อย่างเหลือเชื่อ อย่างน้อยก็สำหรับอาณาจักรควอนตัม
Susanne Yelin นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ผู้ซึ่งติดตามงานวิจัยของ Schleier-Smith กล่าว เธอได้รับผลลัพธ์แม้ว่า “ทุกสิ่งที่มีอยู่ในธรรมชาติ” กำลังทำงานกับการทดลองของเธอ
ฟิสิกส์ควอนตัมอธิบายไมโครเวิร์ลที่มีความเป็นไปได้มากมายครอบงำ อะตอมและอนุภาคที่ไม่ได้รับการสังเกตไม่มีตำแหน่งที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน และสามารถแบ่งปันข้อมูลโดยส่วนต่างๆ ของระบบที่มีระยะห่างกันมาก “เรามีสมการที่อธิบายกลศาสตร์ควอนตัมได้ดี แต่เราไม่สามารถแก้สมการเหล่านี้ได้เมื่อเราจัดการกับอนุภาคมากกว่าสองสามอนุภาค” Schleier-Smith กล่าว
เป็นเรื่องน่าละอาย เพราะการเข้าใจว่ากลุ่มเล็กๆ เหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กันมากเพียงใด เป็นสิ่งสำคัญในการหาว่าโลกของเราทำงานอย่างไรในระดับพื้นฐานที่สุด การทำให้อะตอมมีพฤติกรรมที่ถูกต้องก็มีประโยชน์ในทางปฏิบัติเช่นกัน มันสามารถนำไปสู่นาฬิกาที่แม่นยำที่สุด เป็นประโยชน์สำหรับการวัดที่แม่นยำ และคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถแก้ปัญหาที่ยากเกินไปสำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน
การตั้งค่าการทดลองของชไลเออร์-สมิธใช้การจัดเรียงกระจก เลเซอร์ ห้องสุญญากาศ และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนโต๊ะอย่างประณีตบรรจงเพื่อทำให้อะตอมเย็นลง ปักหมุดให้เข้าที่แล้วจัดการด้วยแสง เนื่องจากเป็นองค์ประกอบที่สำคัญจำนวนมาก ซึ่งโครงสร้างดังกล่าวต้องอาศัยความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับฟิสิกส์ในขณะเล่น บวกกับความรู้ด้านวิศวกรรม
ในฐานะนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ MIT Schleier-Smith ได้ร่วมงานกับทีมเล็กๆ ที่ผลักดันความเที่ยงตรงของนาฬิกาอะตอมเกินสิ่งที่เรียกว่า “ขีดจำกัดควอนตัมมาตรฐาน ” รายงานในปี 2010 แม้ว่าผู้คนจะรู้ว่าสิ่งนี้เป็นไปได้ในทางทฤษฎี หลายคนคิดว่า มันยากเกินไปที่จะพยายามดึงออก Ian Leroux ผู้ซึ่งอยู่ในทีม MIT และปัจจุบันอยู่ที่ศูนย์วิจัยมาตรวิทยาของสภาวิจัยแห่งชาติของแคนาดาในออตตาวากล่าว เธอมี “ความเอาใจใส่ ความคล่องแคล่ว การสังเกต และความใส่ใจในรายละเอียดที่ผสมผสานกัน ซึ่งช่วยให้เธอสร้างเครื่องมือทำงานได้ดีกว่าที่มันควรจะเป็น”
ในการทดลองล่าสุด
รายงานในเดือนมกราคมในPhysical Review Letters Schleier-Smith และทีม Stanford ของเธอใช้แสงเลเซอร์เพื่อสร้างปฏิสัมพันธ์ทางไกลในกลุ่มเมฆที่มีอะตอมของรูบิเดียมเย็นประมาณ 100,000 อะตอม อะตอมคุยกันถึงอะตอมอื่นๆ ที่อยู่ห่างออกไปครึ่งมิลลิเมตร ซึ่งเป็นระยะห่างที่ดีสำหรับอะตอม ตามทิศทางของ Schleier-Smith การกระตุ้นในอะตอมในกรณีนี้คือการพลิกกลับในคุณสมบัติที่เรียกว่าสปินซึ่งกระโดดจากด้านหนึ่งของเมฆอะตอมไปยังอีกด้านหนึ่งโดยใช้โฟตอนเพื่อข้ามอะตอมในระหว่าง ยิ่งไปกว่านั้น ทีมงานได้ค้นพบวิธีสร้างภาพการกระโดดนั้น
Schleier-Smith ติดตามความสนใจในวิชาฟิสิกส์ของเธอตั้งแต่สมัยเรียนมัธยมปลาย เมื่อครูสอนวิชาเคมีบอกให้เธอคิดว่าอิเล็กตรอนนั้น “กระจายตัวเหมือนเนยถั่ว” ความคิดนี้ดึงดูดใจเธอ เธอรู้สึกว่าความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นหมายถึงการศึกษากลศาสตร์ควอนตัม ไม่ใช่ข้อมูลเชิงลึกที่คุณคาดหวังจากนักเรียนมัธยมปลายโดยเฉลี่ย แต่การมองเห็นที่ชัดเจนนั้นเป็นลักษณะเฉพาะของงานของ Schleier-Smith
นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Emily Davis ซึ่งเคยทำงานในห้องทดลองของ Schleier-Smith มาตั้งแต่ปี 2013 กล่าว เธอระบุความคิดที่น่าสนใจและเป็นไปได้อย่างรวดเร็ว (ประมาณครึ่งหนึ่งของสมาชิกในห้องปฏิบัติการปัจจุบันเป็นผู้หญิง ซึ่งผิดปกติในสาขาที่ผู้ชายเป็นใหญ่) Schleier-Smith กล่าวว่า “ฉันมักจะใช้สัญชาตญาณ “ฉันคิดว่ามันเป็นเรื่องของการทำงานของสมอง” และเธอก็มองเห็นได้อย่างง่ายดายผ่านสมมติฐานที่น่าสงสัยของนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ Leroux กล่าว ด้วยกลุ่มอะตอมนับพัน การติดตั้งแบบหมุนวนของเธอทำให้เกิดข้อโต้แย้งทั่วไปที่คุณต้องเก็บอะตอมไว้ในพื้นที่ขนาดเล็กมากเพื่อควบคุมการโต้ตอบทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดี
การตั้งค่านั้นอาจมีประโยชน์ในการศึกษาหลุมดำเช่นกัน ทฤษฎีที่พยายามเชื่อมโยงฟิสิกส์ควอนตัมกับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งเป็นทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป นำไปสู่การทำนายที่เฉพาะเจาะจงเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับข้อมูลที่ตกลงไปในหลุมดำ ข้อมูลอาจปะปนกันอย่างรวดเร็วแบบทวีคูณผ่านการโต้ตอบระยะไกลที่คล้ายคลึงกับ Schleier-Smith ที่ได้แสดงให้เห็น
“เธอได้สร้างแพลตฟอร์มที่ทรงพลังเป็นพิเศษสำหรับการสำรวจปรากฏการณ์เหล่านี้ในห้องทดลอง” สตีเฟน เชนเกอร์ นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากสแตนฟอร์ด ซึ่งทำงานที่จุดตัดของฟิสิกส์ควอนตัมและแรงโน้มถ่วงกล่าว การเชื่อมต่อกับหลุมดำสามารถเปิดเผยสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับการโต้ตอบของอะตอมและวิธีควบคุมปฏิสัมพันธ์เหล่านั้นได้หรือไม่? Schleier-Smith ไม่สามารถพูดได้อย่างแน่นอน แต่เธอเห็นศักยภาพ เซ็กซี่บาคาร่า
