Wyobraź sobie kota. Zakładam, że masz ochotę na żywą. To nie ma znaczenia. Mylisz się tak czy inaczej – ale masz też rację.
Jest to prekursor eksperymentu myślowego Erwina Schrödingera dotyczącego opisu stanów kwantowych z 1935 r. Teraz naukowcom udało się stworzyć grubego (tj. ogromnego) kota Schrödingera, testując granice sfery kwantowej i miejsce, w którym ustępuje ona klasycznemu. Fizyka.
Tak więc eksperyment Schrödingera wygląda następująco: kot znajduje się w pudełku z trucizną, która uwalnia się z opakowania, jeśli rozpadnie się atom substancji radioaktywnej, również znajdującej się w pudełku. Ponieważ nie można wiedzieć, czy substancja ulegnie rozkładowi w określonym przedziale czasowym, kot pozostaje żywy i martwy, dopóki pudełko nie zostanie otwarte i nie zostanie ustalona jakaś obiektywna prawda. (Możesz przeczytać więcej o eksperymencie myślowym Tutaj.)
W ten sam sposób cząstki w stanach kwantowych (kubity, jeśli są używane jako bity w komputerze kwantowym) znajdują się w stanie superpozycji kwantowej (tj. W przeciwieństwie do zwykłych bitów komputerowych, które mają wartość 0 lub 1, kubity mogą mieć jednocześnie 0 i 1.
Teraz naukowcy sprawili, że kot Schrödingera jest znacznie cięższy niż wcześniej stworzone i testują mętne wody, gdy świat mechaniki kwantowej ustępuje miejsca klasycznej fizyce znajomemu światu mikroskopowemu. ich badania opublikowany W tym tygodniu w nauce.
W miejscu wirtualnego kota znajdował się mały kryształ, umieszczony w superpozycji dwóch stanów oscylacji. Stany oscylacji (w górę lub w dół) są równoważne sytuacji życia lub śmierci w eksperymencie myślowym Schrödingera. Nadprzewodzący okrąg, który jest kubitem, został użyty do przedstawienia atomu. Zespół przyłączył pole elektryczne, tworząc materiał w obwodzie, umożliwiając jego superpozycji przejście do kryształu. kapisz?
„Ustawiając dwa stany oscylacji w krysztale w superpozycji, skutecznie stworzyliśmy kota Schrödingera o wadze 16 mikrogramów” – powiedział Yuen Zhu, fizyk z ETH Zurich i główny autor badania, jeden z uniwersytetów. początek.
16 mikrogramów odpowiada z grubsza masie ziarnka piasku, a to całkiem gruby kot na poziomie kwantowym. Według wersji jest „miliardy razy cięższy od atomu lub cząsteczki, co czyni go najgrubszym jak dotąd kotem kwantowym”.
To nie pierwszy raz, kiedy fizycy sprawdzali, czy zachowania kwantowe można zaobserwować w obiektach klasycznych. Rok temu inny zespół Oświadczyli, że zaplątali się w niesporczakichociaż wielu fizyków powiedziało Gizmodo, że twierdzenie to było makowe.
Jest trochę inaczej, ponieważ ten ostatni zespół testował tylko masę obiektu w stanie kwantowym, a nie potencjał splątania żywego organizmu. Chociaż nie jest to w planach zespołu, praca z większymi grupami „pozwoli nam lepiej zrozumieć, dlaczego efekty kwantowe znikają w makroskopowym świecie prawdziwych kotów” – powiedział Zhu.
Co do rzeczywistej granicy między dwoma światami? „Nikt nie wie” – napisał w e-mailu do Gizmodo Matteo Fadel, fizyk z ETH Zurich i współautor artykułu badawczego. „To interesująca rzecz i powód, dla którego pokazywanie efektów kwantowych w systemach o wzmocnieniu masy jest tak bezprecedensowe”.
Nowe badania wykorzystują słynny eksperyment myślowy Schrödingera i nadają mu kilka praktycznych zastosowań. Kontrolowanie materiałów kwantowych w stanie superpozycji może być przydatne w wielu obszarach, w których wymagane są bardzo precyzyjne pomiary; Na przykład pomoc Redukcja szumów w interferometrach mierzących fale grawitacyjne.
Fadell bada obecnie „czy grawitacja odgrywa rolę w dekoherencji stanów kwantowych, w szczególności czy jest odpowiedzialna za przejście od kwantowego do klasycznego, jak sugerował dwie dekady temu Penrose”. Wydaje się, że grawitacja nie istnieje na poziomie subatomowym i nie jest uwzględniona w Modelu Standardowym fizyki cząstek elementarnych.
Świat kwantowy jest dojrzały Nowe odkryciaNiestety jest pełny NieznanyI ImpasI Irytujące nowe problemy.
więcejNaukowcy ratują kota Schrödingera
