Peneliti MIT telah menemukan cara baru yang berani untuk mendekati salah satu misteri terbesar sains: Apakah gravitasi benar -benar kekuatan kuantum? Dengan mendinginkan cermin kecil hingga mendekati nol absolut menggunakan laser – metode yang secara tradisional digunakan dalam fisika atom – mereka telah membuka jendela eksperimental baru ke persimpangan mekanika kuantum dan gravitasi. (…)

RisalahPos.com Network

Astronot SpaceX Crew-10 NASA akan menguji metode latihan inovatif untuk mempersiapkan misi ruang dalam di mana peralatan olahraga besar tidak cocok. Studi Zero T2 menghilangkan treadmill dari latihan untuk melihat apakah astronot dapat tetap kuat tanpa mereka. Bersamaan dengan eksperimen kebugaran, anggota kru akan berpartisipasi dalam studi medis, menyelidiki segala sesuatu mulai dari masalah penglihatan hingga faktor genetik (…)

RisalahPos.com Network

Sebagai Star Trek: Perjalanan Bertujuan 30 pada awal tahun ini, saya bersenang-senang meninjau kembali musim pertama pertunjukan dan memeriksa kembali apa yang benar-benar berhasil tentang musim debut itu tiga dekade kemudian. Saya telah mencapai hambatan pertama saya, mungkin banyak orang untuk masuk VoyagerJelas -jelas beragam episode: yang pertama yang hanya tidak benar -benar cocok untuk saya sekarang, bertahun -tahun kemudian.

Episode itu adalah “ex post facto,” format yang aneh tapi longgar untuk Voyager untuk menyelami hanya delapan episode dalam prosesnya. Terutama ditetapkan pada planet alien yang tidak dikenal, rumah bagi orang -orang yang disebut Buang berperang dengan spesies tetangga, Numiri, episode ini berfokus pada nasib Tom Paris. Dituduh melakukan pembunuhan yang dia bersumpah tidak dilakukannya, meskipun bukti yang tampaknya luar biasa terhadapnya, Tom terpaksa menghidupkan kembali kenangan tentang saat -saat terakhir korbannya setiap 14 jam – proses alien yang perlahan tapi pasti merendahkan fungsi otaknya ke titik kematian yang hampir pasti.

Itu dan itu bukan semacam mengambil salah satu dari Star TrekTropes yang paling dicintai, episode percobaan. Persidangan itu sendiri sudah berakhir sebelum episode dimulai – ada alasan saya tidak memasukkan “ex post facto” di Ranker saya Trek Episode persidangan, karena sebagian besar menyangkut penyelidikan pasca-persidangan Tuvok tentang kejahatan tersebut untuk membuktikan kepolosan Tom, daripada proses persidangan. Tapi itu sendiri masih merupakan riff pada ide itu, sebanyak “ex post facto” itu sendiri riff pada episode lain dalam genre yang datang sebelumnya. Ada elemen “masalah perspektif,” Tng Episode uji coba yang menggunakan Holodeck untuk mengubah rekreasi insiden yang diperbarui secara real time berdasarkan kesaksian saksi. Dalam bermain dengan ingatan itu sendiri – bukti yang menentang Tom adalah bahwa benean dapat menggunakan teknologi untuk menarik “engram memori” dari almarhum dan menempatkan mereka di tuan rumah teknologi selama penyelidikan kriminal, membiarkan mereka memberikan bukti dalam persidangan pembunuhan mereka sendiri – ada gema yang sama dengan yang sama awalnya DS9 Episode, “Dax” di mana Jadzia diadili karena kejahatan pendahulunya sebagai pembawa acara Dax Symbiont, Curzon, yang diduga berkomitmen.

Masalahnya, saat episode -episode seperti itu, “ex post facto” hanya agak tidak menarik. Tuvok membuat foil investigasi yang menarik, tentu saja, sebagai arbiter logis yang keren dan dikumpulkan. Itu memanfaatkan lebih awal VoyagerKetertarikan yang jelas pada Tom sebagai karakter fokus pada kru, tetapi tidak pernah benar-benar mencondongkan tubuh ke latar belakangnya yang tidak lazim-bahwa ia adalah mantan narapidana yang masih berusaha membuktikan dirinya-sebagai komplikasi yang menarik selama episode. Untuk semua waktu “ex post facto” telah mengingatkan Tuvok Paris bahwa dia akan membuktikan kebenaran kasus ini terlepas dari apakah itu mengutuk Tom atau membebaskannya atau tidak, episode tersebut tidak pernah Sungguh Pergi cukup jauh untuk membuatnya terasa seperti itu sebenarnya ada di atas meja.

Itu agak tahu Anda Ketahuilah bahwa Tuvok akan menemukan cara untuk membuktikan kepolosan Tom. Tidak ada drama dalam hubungan mereka di sini, mengadu domba mereka di kedua sisi debat etis, seperti ada dalam debat Riker dan Picard tentang data dalam “Ukuran seorang pria” yang legendaris. Di samping pembukaan yang mengejutkan, menunjukkan bahwa Tom seharusnya melakukan pembunuhan itu, “ex post facto” hampir memperlakukan absolusinya sebagai kesimpulan sebelumnya. Yang paling banyak Star Trek menunjukkan – membayangkan betapa liar itu jika ini adalah sesuatu yang tom dan Voyager Crew hanya harus hidup dengan maju! —Tapi “ex post facto” tidak pernah membuatnya terasa seperti absolusi itu benar -benar diperoleh.

Itu masalah Voyager Mulai menghadapi lebih banyak dan lebih karena menyentuh beberapa ide yang sangat bagus. Episodik Trek menunjukkan bahwa memiliki premis yang sangat membutuhkan semacam serialisasi bentuk panjang, ada begitu banyak contoh Voyager Memiliki ide pembunuh yang hanya harus diletakkan di pinggir jalan karena semuanya harus kembali ke status quo tepat waktu untuk episode berikutnya. Minggu lalu dalam renungan ulang tahun saya di atas “Eye of the Needle,” saya menyentuh bagaimana kadang -kadang, terlepas dari itu, Voyager Masih bisa bermain dengan harapan dan membuat segalanya bekerja dengan cara-cara yang sangat keren. Sayangnya, “ex post facto” hanyalah semacam episode yang nyaris tidak mencoba melakukan itu, dan menderita karenanya.

Jadi mengapa hari jadi tidak ada gunanya, 30 tahun kemudian? Nah, karena inilah yang meninjau kembali seri. Terutama yang memiliki reputasi naik-turun seperti Voyager memiliki – dan saya mengatakan itu sebagai seseorang yang sangat menyukainya sebagai yang pertama Star TrekLai Tetapi hanya membahas hit terbesar itu tidak akan menjadi penilaian yang adil atau penghormatan untuk seri karena melewati tonggak utama ini. Tidak setiap episode akan menjadi hebat. Beberapa akan menjadi lumayan, ada yang akan buruk sekali (Saya takut mendapatkan “Cathexis” di musim saya satu rewatch). Tetapi Voyager tidak Voyager Tanpa puncak dan lembah itu – dan dalam skema besar hal -hal, “ex post facto” adalah benjolan yang cukup kecil di jalan yang masih layak diakui.

Ingin lebih banyak berita IO9? Lihatlah kapan mengharapkan rilis Marvel, Star Wars, dan Star Trek terbaru, apa yang selanjutnya untuk alam semesta DC di film dan TV, dan semua yang perlu Anda ketahui tentang masa depan Doctor Who.

Para ilmuwan sedang berburu aksi, partikel kecil yang dapat memecahkan misteri fisika utama, termasuk mengapa neutron tidak memiliki momen dipol listrik dan apa materi gelap terbuat dari. Menggunakan XFEL Eropa yang kuat di Hamburg, para peneliti menembakkan sinar-X melalui kristal khusus, berharap untuk menyaksikan aksi yang dikonversi menjadi cahaya-tanda keberadaan mereka. Perintis ini (…)

RisalahPos.com Network

Related

Para ilmuwan telah membuat kemajuan luar biasa dalam memahami aurora mempesona yang menerangi langit malam. Dengan menggunakan eksperimen KiNET-X NASA, para peneliti mensimulasikan kondisi aurora dengan melepaskan barium ke ionosfer, menciptakan awan plasma dan gelombang Alfvén. Gelombang ini mentransfer energi ke elektron, meniru kondisi di balik aurora Bumi. Meskipun tidak ada aurora yang terlihat, (…)

RisalahPos.com Network

Related

Para ilmuwan di Scripps Research mengungkap efek gayaberat mikro pada sel otak. Gayaberat mikro diketahui mempengaruhi otot, tulang, sistem kekebalan tubuh, dan kognisi, namun efek spesifiknya pada otak masih belum diketahui. Untuk menyelidiki hal ini, para ilmuwan dari Scripps Research bermitra dengan New York Stem Cell Foundation untuk mengirimkan sekelompok kecil otak (…)

RisalahPos.com Network

Related

Sebuah makalah baru menunjukkan bahwa prinsip antropik—bahwa alam semesta mampu menampung kehidupan—dapat diuji. Hal ini akan salah jika pengamatan mengkonfirmasi tiga kondisi: terjadi inflasi kosmik, adanya sumbu, dan materi gelap tidak terbuat dari sumbu. Jika benar, maka alam semesta kita akan terlihat sangat mustahil. “Kita hidup di alam semesta yang tepat untuk (…)

RisalahPos.com Network

Related

Fisikawan kini semakin dekat untuk menjawab pertanyaan mendasar tentang asal usul alam semesta dengan mempelajari lebih lanjut tentang partikel terkecilnya. Para ilmuwan mengintensifkan penelitian terhadap neutrino, partikel misterius yang melewati materi hampir tanpa hambatan. Tujuan utamanya mencakup mempelajari bagaimana neutrino mengubah jenisnya dan mencari varietas yang sebelumnya tidak diketahui, yang dapat mengubah pemahaman saat ini (…)

RisalahPos.com Network

Related

Pada hari Kamis, kru Ekspedisi 72 melakukan karya ilmiah penting di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), mempersiapkan eksperimen untuk ditempatkan di luar stasiun sambil juga mempelajari dampak luar angkasa terhadap kesehatan seluler, termasuk stres dan kerusakan jaringan. Sementara itu, para astronot melanjutkan persiapan untuk perjalanan luar angkasa yang bertujuan untuk merelokasi perangkat keras di pos orbit. (…)

RisalahPos.com Network

Related

Apakah alam benar-benar seaneh yang dikatakan teori kuantum — atau adakah penjelasan yang lebih sederhana? Pengukuran neutron membuktikan: Ia tidak bekerja tanpa sifat-sifat aneh teori kuantum.

Teori kuantum memungkinkan partikel berada dalam keadaan superposisi, yang bertentangan dengan realisme klasik. Ketidaksetaraan Leggett-Garg menguji hal ini dengan membandingkan perilaku kuantum dengan ekspektasi klasik. Eksperimen sinar neutron baru-baru ini di TU Wien mengonfirmasi bahwa partikel memang melanggar ketidaksetaraan ini, yang memperkuat validitas teori kuantum atas penjelasan klasik.

Superposisi Kuantum: Bisakah Partikel Berada di Dua Tempat Sekaligus?

Dapatkah sebuah partikel berada di dua tempat berbeda pada saat yang sama? Dalam fisika kuantum, hal itu dapat terjadi: Teori kuantum memungkinkan objek berada dalam berbagai keadaan pada saat yang sama – atau lebih tepatnya: dalam keadaan superposisi, menggabungkan berbagai keadaan yang dapat diamati. Namun, apakah ini benar-benar terjadi? Mungkin partikel tersebut sebenarnya berada dalam keadaan yang sangat spesifik, di lokasi yang sangat spesifik, tetapi kita tidak mengetahuinya?

Pertanyaan tentang apakah perilaku objek kuantum mungkin dapat dijelaskan oleh teori yang lebih sederhana dan lebih klasik telah dibahas selama beberapa dekade. Pada tahun 1985, sebuah cara untuk mengukurnya diusulkan: yang disebut “ketidaksetaraan Leggett-Garg.” Setiap teori yang menggambarkan dunia kita tanpa keadaan superposisi aneh dari teori kuantum harus mematuhi ketidaksetaraan ini. Teori kuantum, di sisi lain, melanggarnya. Pengukuran dengan neutron yang menguji “ketidaksetaraan Leggett-Garg” ini kini telah dilakukan untuk pertama kalinya di TU Wien – dengan hasil yang jelas: ketidaksetaraan Leggett-Garg dilanggar, penjelasan klasik tidak mungkin, teori kuantum menang. Hasilnya kini telah dipublikasikan dalam jurnal Surat Ulasan Fisik.

Menjelajahi Realisme Fisik

Kita biasanya berasumsi bahwa setiap objek memiliki sifat-sifat tertentu: Sebuah bola berada di lokasi tertentu, memiliki kecepatan tertentu, mungkin juga rotasi tertentu. Tidak masalah apakah kita mengamati bola tersebut atau tidak. Bola memiliki sifat-sifat ini secara objektif dan independen dari kita. “Pandangan ini dikenal sebagai ‘realisme’,” kata Stephan Sponar dari Institut Atom di TU Wien.

Kita tahu dari pengalaman sehari-hari bahwa objek makroskopis yang besar khususnya harus mematuhi aturan ini. Kita juga tahu bahwa objek makroskopis dapat diamati tanpa dipengaruhi secara signifikan. Pengukuran tidak mengubah keadaan secara mendasar. Asumsi-asumsi ini secara kolektif disebut sebagai “realisme makroskopis”.

Teori Kuantum dan Realisme Makroskopik

Akan tetapi, teori kuantum seperti yang kita ketahui saat ini adalah teori yang melanggar realisme makroskopis ini. Jika berbagai keadaan mungkin terjadi pada partikel kuantum, misalnya, posisi, kecepatan, atau nilai energi yang berbeda, maka kombinasi apa pun dari keadaan ini juga mungkin terjadi. Setidaknya selama keadaan ini tidak diukur. Selama pengukuran, keadaan superposisi dihancurkan: pengukuran memaksa partikel untuk memutuskan salah satu nilai yang mungkin.

Meskipun demikian, dunia kuantum harus terhubung secara logis dengan dunia makroskopis – lagipula, benda-benda besar tersusun dari partikel-partikel kuantum kecil. Pada prinsipnya, aturan teori kuantum harus berlaku untuk segala hal.

Jadi pertanyaannya adalah: Apakah mungkin mengamati perilaku pada objek “besar” yang tidak dapat disesuaikan dengan gambaran intuitif kita tentang realisme makroskopis? Dapatkah benda makroskopis juga menunjukkan tanda-tanda yang jelas tentang sifat kuantum?

Memahami Ketimpangan Leggett-Garg

Pada tahun 1985, fisikawan Anthony James Leggett dan Anupam Garg menerbitkan sebuah rumus yang dapat digunakan untuk menguji realisme makroskopik: Ketimpangan Leggett-Garg. “Ide di baliknya mirip dengan ketimpangan Bell yang lebih terkenal, yang membuatnya dianugerahi Penghargaan Nobel Fisika pada tahun 2022,” kata Elisabeth Kreuzgruber, penulis pertama makalah tersebut. “Namun, ketimpangan Bell adalah tentang pertanyaan tentang seberapa kuat perilaku sebuah partikel terkait dengan partikel kuantum terjerat lainnya. Ketimpangan Leggett-Garg hanya tentang satu objek tunggal dan mengajukan pertanyaan: bagaimana keadaannya pada titik waktu tertentu terkait dengan keadaan objek yang sama pada titik waktu tertentu lainnya?”

Korelasi yang Lebih Kuat Daripada yang Dimungkinkan oleh Fisika Klasik

Leggett dan Garg mengasumsikan bahwa sebuah objek dapat diukur pada tiga waktu yang berbeda, setiap pengukuran dapat memiliki dua hasil yang berbeda. Bahkan jika kita tidak tahu sama sekali tentang apakah atau bagaimana keadaan objek ini berubah seiring waktu, kita masih dapat menganalisis secara statistik seberapa kuat hasil pada titik waktu yang berbeda saling berkorelasi.

Secara matematis dapat dibuktikan bahwa kekuatan korelasi ini tidak akan pernah melampaui level tertentu – dengan asumsi bahwa realisme makroskopik itu benar. Leggett dan Garg mampu menetapkan ketidaksetaraan yang harus selalu dipenuhi oleh setiap teori realisme makroskopik, terlepas dari detail teori tersebut.

Namun, jika objek mematuhi aturan teori kuantum, maka harus ada korelasi statistik yang jauh lebih kuat antara hasil pengukuran pada tiga titik waktu yang berbeda. Jika suatu objek benar-benar berada dalam keadaan yang berbeda pada waktu yang sama antara waktu pengukuran, ini harus – menurut Leggett dan Garg – mengarah pada korelasi yang lebih kuat antara ketiga pengukuran.

Sinar Neutron: Objek Kuantum Berukuran Sentimeter

“Namun, tidak mudah untuk menyelidiki pertanyaan ini secara eksperimental,” kata Richard Wagner. “Jika kita ingin menguji realisme makroskopis, maka kita memerlukan objek yang makroskopis dalam arti tertentu, yaitu yang memiliki ukuran yang sebanding dengan ukuran objek sehari-hari kita.” Namun, pada saat yang sama, objek tersebut harus memiliki peluang untuk tetap menunjukkan sifat kuantum.

“Sinar neutron, seperti yang kami gunakan dalam interferometer neutron, sangat cocok untuk ini,” kata Hartmut Lemmel, penanggung jawab instrumen S18 di Institut Laue-Langevin (ILL) di Grenoble, tempat percobaan dilakukan. Dalam interferometer neutron, interferometer kristal silikon sempurna yang pertama kali berhasil digunakan di Institut Atom TU Wien pada awal tahun 1970-an, sinar neutron yang datang dibagi menjadi dua sinar parsial pada pelat kristal pertama dan kemudian digabungkan kembali oleh sepotong silikon lainnya. Oleh karena itu, ada dua cara berbeda di mana neutron dapat bergerak dari sumber ke detektor.

“Teori kuantum menyatakan bahwa setiap neutron bergerak pada kedua lintasan pada saat yang sama,” kata Niels Geerits. “Namun, kedua berkas parsial tersebut berjarak beberapa sentimeter. Dalam arti tertentu, kita berhadapan dengan objek kuantum yang sangat besar menurut standar kuantum.”

Melanggar Ketimpangan Leggett-Garg dengan Neutron

Dengan menggunakan kombinasi canggih dari beberapa pengukuran neutron, tim di TU Wien mampu menguji ketidaksetaraan Leggett-Garg – dan hasilnya jelas: ketidaksetaraan dilanggar. Neutron berperilaku dengan cara yang tidak dapat dijelaskan oleh teori makroskopis realistis yang dapat dibayangkan. Mereka sebenarnya bergerak pada dua jalur pada saat yang sama, mereka secara bersamaan berada di tempat yang berbeda, terpisah beberapa sentimeter. Gagasan bahwa “mungkin neutron hanya bergerak pada salah satu dari dua jalur, kita hanya tidak tahu yang mana” telah dibantah.

“Eksperimen kami menunjukkan: Alam memang aneh seperti yang diklaim oleh teori kuantum,” kata Stephan Sponar. “Apa pun teori klasik dan realistis yang Anda kemukakan: Teori itu tidak akan pernah mampu menjelaskan realitas. Teori itu tidak akan berhasil tanpa fisika kuantum.”

Referensi: “Pelanggaran Ketimpangan Leggett-Garg Menggunakan Pengukuran Negatif Ideal dalam Interferometri Neutron” oleh Elisabeth Kreuzgruber, Richard Wagner, Niels Geerits, Hartmut Lemmel dan Stephan Sponar, 24 Juni 2024, Surat Ulasan Fisik.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.260201