Opis projektu
Badanie cech zbliżonych do cech kwantowych wędrujących kropel
Przeprowadzone niedawno przełomowe badanie ujawniło, że krople milimetrowej wielkości utrzymujące się na powierzchni wibrującej płynnej kąpieli wprawiają same siebie w ruch, rezonując z własnym polem fali. Dowody doświadczalne wskazują również, że wędrujące krople posiadają pewne cechy, które, jak wcześniej sądzono, należą wyłącznie do rzeczywistości kwantowej. Zespół finansowanego ze środków UE projektu EnHydro ocenia potencjał i ograniczenia tego układu hydrodynamicznego, który uważany jest za analogiczny do kwantowego. Badacze porównują układ płynu do kwantowej teorii fali pilotującej i innych teorii mechaniki kwantowej. Innowacyjność tego badania polega na rozszerzeniu zakresu możliwych zachowań klasycznych układów. Naukowcy zademonstrują sposób komunikowania się za pośrednictwem pól fali stojącej dwóch kropel, pomiędzy którymi w normalnych warunkach nie zachodziłaby żadna interakcja, aby wykazać hydrodynamiczną analogię do splątania kwantowego – zjawiska odróżniającego mechanikę kwantową od klasycznej fizyki.
Cel
A series of ground-braking experiments performed at 2005 showed that millimetric liquid drops can self-propel along the surface of a vibrating fluid bath, by virtue of a resonant interaction with their own wave field. Even more, they demonstrated a version of the famous single-particle diffraction experiment, where one droplet at a time passed through a single or a double slit. The resulting statistical behaviour for successive drops revealed the emergence of wavelike diffraction (single slit) and interference patterns (double slit), a feature previously thought to be exclusive to the microscopic quantum realm. Following investigations established hydrodynamic analogs of many more quantum phenomena with this system, including tunneling, quantized orbits, orbital level splitting, spin states, and more. As of yet, an analog of quantum entanglement remains elusive, but very recent results pave the way in that direction. EnHydro aims to establish entanglement measures in pilot-wave hydrodynamics through experiments with droplets confined to separate wells and their theoretical rationalization. Experiments to test Bell’s inequalities in this particle-wave-particle system are envisioned as well. Furthermore, physical analogies with quantum entanglement and with theories proposed to rationalize quantum phenomena at the atomic level will be investigated. The originality of this project also lies in its multidisciplinary character and the complementarity of two world-leading research groups in interrelating approaches. It combines a major experimental component using the state-of-the-art set-up available at MIT, with pioneering mathematical algorithms recently developed at ESPCI. The novelty of the proposed research is that it will extend the range of behaviours accessible to classical systems. It will demonstrate how two (otherwise) non-interacting particles (droplets) can communicate through fields of standing waves, which is an extremely novel communication protocol.
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
75794 Paris
Francja