Физики создали самого толстого кота Шрёдингера

Представьте кошку. Я полагаю, вам нравится живой. Это не имеет значения. Вы ошибаетесь в любом случае, но вы также правы.

Это предшественник мысленного эксперимента Эрвина Шредингера по описанию квантовых состояний 1935 г. Теперь исследователям удалось создать толстого (т. Физика.

Таким образом, опыт Шредингера выглядит следующим образом: кошка находится в ящике с ядом, который высвобождается из его упаковки, если распадается атом радиоактивного вещества, также находящегося в ящике. Поскольку невозможно знать, разложится ли вещество в заданный период времени, кошка остается живой и мертвой до тех пор, пока коробка не будет открыта и не будет установлена ​​какая-то объективная истина. (Подробнее о мысленном эксперименте можно прочитать здесь.)

Точно так же частицы в квантовых состояниях (кубиты, если они используются в качестве битов в квантовом компьютере) находятся в состоянии квантовой суперпозиции (то есть «живые» и «мертвые») до тех пор, пока они не будут измерены, после чего суперпозиция рушится. В отличие от обычных компьютерных битов, которые имеют значение либо 0, либо 1, кубиты могут быть и 0, и 1 одновременно.

Теперь исследователи сделали кота Шредингера намного тяжелее, чем ранее созданные, и испытывают мутную воду, поскольку мир квантовой механики уступает место классической физике знакомому микроскопическому миру. их исследование опубликовано На этой неделе в науке.

Вместо виртуального кота был небольшой кристалл, помещенный в суперпозицию двух состояний колебаний. Состояния колебаний (вверх или вниз) эквивалентны ситуации жизни или смерти в мысленном эксперименте Шредингера. Сверхпроводящий круг, представляющий собой кубит, использовался для представления атома. Команда прикрепила к цепи электрическое поле, создающее материал, позволяющий его суперпозиции перемещаться в кристалл. Капиш?

«Поместив два состояния колебаний в кристалле в суперпозицию, мы фактически создали кота Шредингера весом 16 микрограммов», — сказал Юэн Чжу, физик из ETH Zurich и ведущий автор исследования, одного из университетов. запуск.

16 микрограммов примерно эквивалентны массе песчинки, и это довольно толстая кошка на квантовом уровне. По версии, он «в миллиарды раз тяжелее атома или молекулы, что делает его самым толстым квантовым котом на сегодняшний день».

Это не первый раз, когда физики проверяют, можно ли наблюдать квантовое поведение в классических объектах. В прошлом году другая команда Они заявили, что запутали тихоходокхотя несколько физиков сказали Gizmodo, что это утверждение было маковым.

Это немного отличается, так как последняя команда проверяла только массу объекта в квантовом состоянии, а не потенциал запутывания живого существа. Хотя это не входит в планы команды, работа с более крупными группами «позволит нам лучше понять, почему квантовые эффекты исчезают в макроскопическом мире настоящих кошек», — сказал Чжу.

Что касается реальной границы между двумя мирами? «Никто не знает», — написал Маттео Фадель, физик из ETH Zurich и соавтор исследовательской работы, в электронном письме Gizmodo. «Это интересно, и причина, по которой демонстрация квантовых эффектов в системах увеличения массы настолько беспрецедентна».

Новое исследование берет известный мысленный эксперимент Шредингера и дает ему некоторые практические применения. Контроль квантовых материалов в состоянии суперпозиции может быть полезен в ряде областей, где требуются очень точные измерения; Например, помочь Снижение шума в интерферометрах, измеряющих гравитационные волны.

В настоящее время Фаделл изучает, «играет ли гравитация роль в декогеренции квантовых состояний, в частности, отвечает ли она за переход от квантового к классическому, как это было предложено два десятилетия назад Пенроузом». Кажется, что гравитация не существует на субатомном уровне и не учитывается в Стандартной модели физики элементарных частиц.

Квантовый мир готов Новые открытияК сожалению, он полный НеизвестныйИ ТупикИ Раздражающие новые проблемы.

болееУченые спасли кота Шредингера