Fyzici vytvorili doteraz najtučnejšiu Schrödingerovu mačku

obrázok mačky. Budem predpokladať, že máte živú fantáziu. To je jedno. Mýliš sa tak či tak – ale máš aj pravdu.

Toto je základ myšlienkového experimentu Erwina Schrödingera z roku 1935 na opis kvantových stavov a teraz sa výskumníkom podarilo vytvoriť tučnú (to znamená masívnu) Schrödingerovu mačku, ktorá testuje hranice kvantového sveta. klasickej fyziky.

Schrödingerov experiment je nasledovný: Mačka je v krabici s jedom, ktorý sa uvoľní z jej nádoby, ak sa rozpadne atóm rádioaktívnej látky, ktorá je tiež v krabici. Pretože nie je možné vedieť, či sa látka v danom časovom rámci rozpadne, mačka je živá aj mŕtva, kým sa škatuľka neotvorí a nezistí sa nejaká objektívna pravda. (Viac o myšlienkovom experimente si môžete prečítať Tu,

Rovnakým spôsobom častice v kvantových stavoch (qubity, ak sa používajú ako bity v kvantovom počítači) sú v kvantovej superpozícii (čo znamená „živé“ aj „mŕtve“), kým nie sú zmerané. superpozícia sa rozpadá. Na rozdiel od bežných počítačových bitov, ktoré majú hodnotu 0 alebo 1, môžu byť qubity súčasne 0 aj 1.

Teraz výskumníci vytvorili Schrödingerovu mačku, ktorá je oveľa masívnejšia ako ktorákoľvek predtým vytvorená, testujúc kalné vody, kde svet kvantovej mechaniky ustupuje známemu makroskopickému svetu klasickej fyziky. ich výskum publikovaný Tento týždeň v časopise Science.

Na mieste pomyselnej mačky bol menší kryštál umiestnený v superpozícii dvoch oscilačných stavov. Oscilačné stavy (hore alebo dole) sú v Schrödingerovom myšlienkovom experimente ekvivalentné tomu, že sme nažive alebo mŕtvi. Na znázornenie atómu bol použitý supravodivý obvod, v skutočnosti qubit. Tím pripojil materiál vytvárajúci elektrické pole k obvodu, čo umožnilo jeho superpozícii pohybovať sa po kryštáli. Capiche?

„Umiestnením dvoch oscilačných stavov kryštálu do superpozície sme efektívne vytvorili Schrödingerovu mačku s hmotnosťou 16 mikrogramov,“ povedal Yiwen Chu, fyzik na ETH Zurich a hlavný autor štúdie na univerzite. uvoľniť,

16 mikrogramov je zhruba ekvivalentné hmotnosti zrnka piesku, a to je na kvantovej úrovni dosť tučné sakra. Podľa zverejnenia „je niekoľko miliárd krát ťažší ako atóm alebo molekula, čo z neho robí najhrubšiu kvantovú mačku, aká bola kedy nameraná.“

Nie je to prvýkrát, čo fyzici testovali, či je možné pozorovať kvantové správanie v klasických objektoch. Minulý rok iný tím vyhlásili, že majú kvantové zapletenie tardigradeNiekoľkí fyzici však Gizmodovi povedali, že toto tvrdenie je poppycock.

Toto je trochu iné, keďže nedávny tím testoval hmotnosť objektu v kvantovom stave, nie pravdepodobnosť zapletenia sa do živej veci. Aj keď to nie je v plánoch tímu, práca s ešte väčšími „nám umožní lepšie pochopiť dôvod, prečo kvantové efekty miznú v makroskopickom svete skutočných mačiek,“ povedal Chu.

Ako skutočná hranica medzi dvoma svetmi? „Nikto nevie,“ napísal Matteo Fedele, fyzik na ETH Zurich a spoluautor článku, v e-maile Gizmodovi. „To je zaujímavá vec, a preto je demonštrácia kvantových efektov v systémoch s narastajúcou hmotnosťou taká dôležitá.“

Nový výskum berie Schrödingerov slávny myšlienkový experiment a dáva mu niekoľko praktických aplikácií. Riadenie kvantových materiálov v superpozícii môže byť užitočné v mnohých oblastiach, ktoré si vyžadujú veľmi presné merania; Napríklad pomáhať Znížte šum v interferometroch, ktoré merajú gravitačné vlny,

Fadell v súčasnosti študuje, „či gravitácia hrá úlohu v divergencii kvantových stavov, konkrétne či je zodpovedná za kvantové prechody na klasické, ako to navrhol Penrose pred niekoľkými desaťročiami“. Zdá sa, že gravitácia neexistuje na subatomárnej úrovni a nie je zohľadnená v štandardnom modeli časticovej fyziky.

zrelý pre kvantový svet nové vyhľadávaniaale žiaľ, je plno Cudzinec, slepé uličkyA trápiť nové problémy,

ViacVedci zachraňujú Schrödingerovu mačku