Хотя это правило ранее проверялось с помощью света и микроволнового излучения, исследователи из университетов Вены и Тель-Авива впервые провели специальный эксперимент с массивными молекулами. «Идея известна уже более двадцати лет. Но только теперь у нас есть технологические средства, чтобы собрать все компоненты вместе и построить эксперимент, способный проверить его с массивными молекулами», — говорит Кристиан Брэнд, один из авторов учиться.Дифракция волн вещества на нескольких щелях
В своих экспериментах в Венском университете исследователи из группы квантовой нанофизики во главе с Маркусом Арндтом подготовили сложные органические молекулы в виде волн материи. Это было достигнуто путем испарения их из пятна микронного размера в высоком вакууме и предоставления им возможности свободно эволюционировать в течение некоторого времени.
Через некоторое время каждая молекула делокализовалась, распространившись одновременно во многих местах. Это означает, что когда каждая молекула встречает маску, содержащую несколько щелей, она может пройти через множество щелей параллельно. Тщательно сравнивая положение молекул, прибывающих в детектор за комбинацией одинарных, двойных и тройных щелей, они смогли установить границы любого вклада многолучевого распространения.Технологии, позволяющие нанопроизводство
Важнейшим компонентом эксперимента является маска — ультратонкая мембрана, в которой были изготовлены массивы с одинарными, двойными и тройными щелями. Он был разработан и изготовлен Игалом Лилахом и Ори Чешновски в Тель-Авивском университете. Им пришлось разработать дифракционную маску, максимальное отклонение размеров щели которой было не намного больше, чем размер молекул, которые она дифрагирует.
Маска была интегрирована в Венской лаборатории, и исследователи изучили широкий диапазон молекулярных скоростей в одном и том же эксперименте. Для всех из них ученые обнаружили, что интерференционная картина соответствует ожиданиям стандартной квантовой механики с верхней границей отклонения менее одной частицы из ста. «Впервые явный тест такого рода был проведен с массивными частицами», — говорит Джозеф Коттер, первый автор этой публикации. «Предыдущие тесты раздвинули границы с одиночными фотонами и микроволнами.
В нашем эксперименте мы устанавливаем границы на интерференцию более высокого порядка массивных объектов».