Ученые из Университета Чепмена предложили новый способ генерации энергии

Ученые из Университета Чепмена предложили новый способ генерации энергии

Согласно новому исследованию, возможно объединение нескольких квантовых состояний с практически нулевыми энергетическими уровнями для получения состояния с гораздо более высокой энергией. Это явление известно как «квантовая суперосцилляция», когда определённая область волны колеблется намного быстрее, чем это технически возможно.

В квантовой механике частицы могут проявлять свойства как волн, так и частиц (корпускулярно-волновой дуализм). Эти волны можно разложить на несколько синусоидальных волн с разными частотами. В 1990-х годах учёные обнаружили, что в редких случаях сумма этих волн может создавать области, колеблющиеся быстрее, чем самая быстрая из исходных волн. Это явление называется суперосцилляцией.

Суперосцилляция описывает ситуацию, когда сигнал с ограниченной частотой содержит сегменты, которые колеблются быстрее, чем его наивысшая компонента Фурье (функция, описывающая периодические сигналы). Это противоречивое явление создаёт иллюзию существования компонентов волны вне их функционального спектра.

Исследователи из Университета Чепмена в Калифорнии полагают, что такое странное поведение может привести к новым «суперповедениям». Если перенести это на энергию частиц, то объединённые квантовые состояния могут генерировать значительно больше энергии, чем каждая из их составляющих.

В ходе своего исследования американские учёные математически доказали, что комбинация волн с почти нулевой энергией может создать сегмент волны с энергией в десятки раз выше. Это «суперэнергетическое» поведение подразумевает, что состояние волн осциллирует с заданной скоростью.

Кроме того, они утверждают, что можно имитировать высокоэнергетическое состояние с помощью когерентных суперпозиций состояний с почти нулевой энергией на любой пространственной области. Это позволяет создавать энергию практически из ничего без пространственных ограничений.

Применение этого явления может быть полезно, например, в оптических технологиях с высоким разрешением и методах подсчёта отдельных фотонов, что важно для неинвазивного биологического анализа без использования флуоресцентных маркеров.

Однако экспериментальная проверка этого явления сталкивается с трудностями, так как оно возникает редко и неожиданно. Ранее было зафиксировано суперосцилляционное поведение одного фотона. Для демонстрации сверхэнергетического поведения частиц потребуется несколько циклов экспериментов.

Исследователи из Университета Чепмена планируют сотрудничать с экспериментальными физиками для подтверждения своей гипотезы и изучения других суперповедений, таких как объединение нескольких волн в одну, которая в определённых областях движется в обратном направлении.

По материалам: new-science.ru

Science XXI