Даже самые простые эксперименты в области квантовой физики требуют высококачественных лазеров, сверхнизких температур, глубокого вакуума, наличия магнитных полей и многого другого, что выливается в виде лабораторий, буквально загроможденным сложнейшим и крайне дорогостоящим научным оборудованием. Из-за этого только считанные высшие учебные заведения в мире могут позволить себе включение в программу подготовки студентов проведение экспериментов и лабораторных работ в области квантовой физики. Однако, даже такую сложную область науки, как квантовую физику можно сделать доступной для широкой общественности.
И это стало возможным благодаря работе специалистов и программистов исследовательской группы квантовой нанофизики из Венского университета, возглавляемой Маркусом Арндтом (Markus Arndt). Данная группа разработала первые в мире полностью функциональные и фотореалистичные виртуальные лаборатории, при помощи которых студенты ВУЗов, ученики школ и просто интересующиеся люди смогут получить возможность самостоятельного проведения экспериментов при помощи уникального научного оборудования (от ред. предусмотрено прохождение трех этапов: Interactive demo, Start learning path, Expert mode)
Путь обучения квантовой физике проводит обучаемых через мир делокализованных сложных молекул. А начало обучения производится при помощи вводного курса и серии простейших лабораторных экспериментов, которые позволяю учащимся произвести первое погружение в тайны мира квантовой механики. В разработке виртуальных квантовых лабораторий было учтено мнение задействованных в этом деле студентов и учеников средних школ, благодаря чему у программы имеется простой и интуитивно понятный интерфейс, а ее использование даже не требует наличия углубленных знаний в некоторых областях физики.
Эксперименты, производимые в виртуальных лабораториях, обеспечат изучение ряда фундаментальных понятий и применение законов квантовой механике при некоторых манипуляциях с наночастицами и большими молекулами, макромолекулами. Только в последние годы ученые проверили в реальных экспериментах свойства дуализма некоторых частиц, позволяющих рассматривать эти частицы как волновые пакеты, с одной стороны, так и традиционные частицы, с другой стороны. И теперь каждый может убедиться в этом сам, произведя собственный эксперимент в виртуальной лаборатории.
В настоящее время самая первая и "облегченная" версия виртуальной лаборатории, которая доступна в онлайн-режиме, демонстрируется на одном из интерактивных стендов выставки "Das Wissen der Dinge", проходящей в венском Музее естествознания (Natural History Museum Vienna). Позже будет проведен ряд демонстраций системы в рамках передвижной выставки "Wirkungswechsel", а еще позже, после некоторых доработок системы, ее более полная версия будет помещена на специальные выделенные сервера и станет доступной для использования всеми желающими.
от ред. подробнее о Квантовой виртульной лаборатории в статье Mathias Tomandl, Thomas Mieling, Christiane M. Losert-Valiente Kroon,Martin Hopf & Markus Arndt Simulated Interactive Research Experiments as Educational Tools for Advanced Science, опубликованной 15 сентября в журнале Scientific Reports 5, (2015); doi:10.1038/srep14108; статья в свободном доступе.
