Физичари су поставили нови рекорд са најтежом Шредингеровом мачком до сада: СциенцеАлерт

Мали осцилирајући кристал тежак нешто више од зрна песка постао је најтежи објекат икада забележен у суперпозицији локација.

Физичари са Швајцарског федералног института за технологију (ЕТХ) у Цириху причврстили су механички резонатор на тип суправодљивог кола које се обично користи у квантном рачунарству како би реплицирали чувени мисаони експеримент Ервина Шредингера у размерама без преседана.

Иронично, Шредингер би био помало скептичан да било шта тако велико – па, било шта уопште – може постојати у двосмисленом стању стварности.

Стања суперпозиције су без премца у нашем свакодневном искуству. Гледајте како фудбалска лопта пада и штоперицом можете пратити њену брзину пада. Његов крајњи положај мировања је јасан као дан, а евидентно је чак и како се окреће у лету.

Ако затворите очи када падну, нема разлога да мислите да би ова стања локације или понашања могла бити другачија. Међутим, у квантној физици, карактеристике као што су положај, окретање и замах не постоје ни на који смислен начин док не видите лопту која лежи на тлу.

Заједно са још једним теоретком теоријске физике, Албертом Ајнштајном, Шредингер није био у потпуности одушевљен интерпретацијама експеримената који указују на то да честицама недостају прецизна својства све док их посматрање није дало.

Да би показао колико је цела идеја била апсурдна, аустријски нобеловац је описао сценарио у коме је неопажена локација честице повезана са животом невидљиве мачке.

Замислите, ако хоћете, да честица испљуну насумично из атома у распадању, удари у Гајгеров бројач, узрокујући да се бочица са отровом разбије и моментално убије мачку. Пошто се све ово дешава унутар кутије, догађаји и њихово време остају непримећени.

Идите са оним што је познато као Цопенхаген Интерпретатион У квантној физици, невидљиви систем постоји у стању свих могућности док се не посматра његово коначно стање. Честица се емитује а не емитује. Гајгеров бројач активан и неактиван. Бочица са отровом је сломљена, а не разбијена. А мачка је жива и мртва.

Ову смртоносну камуфлажу је готово немогуће визуализовати, али је лако представити Шредингерова таласна једначина.

Скоро век касније, Шредингерова више није шала. То је примећено не само у малим молекулима већ иу целим молекулима (да не помињемо групе од хиљада атома). Можемо да манипулишемо кутијом како бисмо осигурали да мачка никада не умре. Можемо чак и да се петљамо са поставком да одвојимо мачку. У ствари, читаве технологије су засноване на истим принципима као и објекти у суперпозиционим стањима.

Иако ниједна стварна мачка никада није била угрожена квантним експериментом – јер морал, знате – теорија остаје јасна. Велики објекти као што су мачке, или заиста, људи, слонови или чак диносауруси, могу постојати у стањима суперпозиције на исти начин као електрони, кваркови и фотони.

Математика не оставља простора за сумњу, међутим, посматрање ефеката тако магловитог присуства у тако великим размерама је сасвим друга прича.

На атомском нивоу може се уочити призвук неостварених судбина са прилично примитивном опремом. Како својства објеката расту, постаје све теже емпиријски открити потписе суперпозиције.

У овом последњем експерименту, резонатор звучних таласа високог тона, или хабар, као мачка 16,2 µг. Оно што му недостаје у брковима и рибљим пуфовима, надокнађује чињеницом да може да зуји на кратком опсегу фреквенција када се напаја струјом.

„Спостављањем два стања осциловања у кристалу, ми смо ефективно створили Шредингерову мачку од 16 микрограма. Он каже Главни аутор и физичар ЕТХ Цирих Ивен Чу.

За улоге радиоактивног атома, Гајгеровог бројача и отрова, Тим А послатисуправодљиво коло које је служило као извор напајања за експеримент, сензор и суперпозицију.

Повезивање ова два заједно омогућило је истраживачима да покрену ХБАР тако да су његове вибрације подрхтавале у две фазе истовремено, што је феномен који је поново био у преносу.

Отворено је питање колико би велики будући експерименти могли да буду. У пракси, померање граница величине суперпозиције може довести до нових начина да се квантна технологија учини моћнијом или да формира основу осетљивијих алата за проучавање материје и универзума.

У суштини, још увек постоје питања о томе шта значи да је материја уопште у суперпозицији. Упркос деценијама напретка у прецизирању квантне механике, постоји Још увек није јасно Зашто би отварање кутије требало да утиче на судбину Шредингерове мачке.

Шта значи претворити се можда у стварност остаје исто толико мистерија физике честица као када је Шредингер измислио своју бесмислену идеју о мачки која не би требало да буде.

Ово истраживање је објављено у науке.