Впервые физики получили четкие изображения отдельных атомов, ведущих себя как волны. На изображении в исследовании показано, как точка флуоресцентного атома превращается в нечеткую массу волновых пакетов, блестяще поддерживая один из краеугольных камней квантовой механики: идею о том, что атомы существуют и как частицы, и как волны.
Ученые, использующие этот метод визуализации, опубликовали свои результаты на сервере препринтов arXiv, поэтому их работа еще не прошла рецензирование.
«Волновая природа материи остается одним из самых ярких аспектов квантовой механики», - пишут исследователи в своей статье. Они добавили, что их новая техника может быть использована для изображения более сложных систем и обеспечения понимания некоторых фундаментальных вопросов физики.
Получается, что в результате исключения макрофакторов частицы смогли проявить свою волновую природу. Влияние всех внешних воздействий было "поставлено на паузу", но при этом частички в исследовании всё равно колебались. Наложив на фиксацию этих колебаний математическую модель распределения, ученые сделали вывод, что наблюдается не что иное, как процесс волнового колебания. Говоря простыми словами - точка на графике стала синусоидой. Объект из точечного стал волновым.
Но как на этом сказалась попытка двигаться к температурам абсолютного нуля? Всё довольно просто. Если представить себе матрас, где много пружинок большого размера и одна пружинка совсем маленькая, то при активном колебании всего объекта большие пружинки "утянут" маленькую за собой. Зато вот если притормозить движение больших объектов, то маленький сможет двигаться в этой системе самостоятельно.
Большие пружины - это макрофакторы типа теплового движения. Движение одной пружинки - это квантовый эффект того или иного типа. В том числе и волновая природа частицы. Притормозим движение всего матраса и сможет наблюдать одну пружинку. Примерно так работает логика эксперимента, который был проведен.