Fizikçiler Schrödinger’in şimdiye kadarki en şişman kedisini yaptılar

Bir kedi hayal edin. Canlı birini sevdiğini varsayıyorum. o önemli değil. Her iki şekilde de yanılıyorsunuz – ama aynı zamanda haklısınız.

Bu, Erwin Schrödinger’in 1935’te kuantum durumlarını açıklayan düşünce deneyinin öncüsüdür.Şimdi, araştırmacılar Schrödinger’in şişman (yani kocaman) kedisini yaratmayı başardılar, kuantum aleminin sınırlarını ve onun yerini klasik olana bıraktığı yeri test ettiler. Fizik.

Böylece Schrödinger’in deneyi şu şekildedir: Bir kedi, kutuda bulunan bir radyoaktif maddenin bir atomu bozunursa, ambalajından salınan bir zehirle bir kutunun içindedir. Bir maddenin belirli bir zaman diliminde ayrışıp ayrışmayacağını bilmek imkansız olduğundan, kutu açılıp bazı nesnel gerçekler belirlenene kadar kedi canlı ve ölü kalır. (Düşünce deneyi hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz. Burada.)

Aynı şekilde, kuantum hallerindeki parçacıklar (bir kuantum bilgisayarında bit olarak kullanılıyorsa kübitler), ölçülene kadar kuantum süperpozisyon halindedir (yani “canlı” ve “ölü”), bu noktada süperpozisyon çöker. 0 veya 1 değerine sahip sıradan bilgisayar bitlerinin aksine, kübitler aynı anda hem 0 hem de 1 olabilir.

Şimdi, araştırmacılar Schrödinger’in kedisini daha önce yaratılmış olanlardan çok daha ağır yaptılar ve kuantum mekaniği dünyası yerini klasik fiziğe, tanıdık mikroskobik dünyaya bırakırken çamurlu suları test ediyorlar. araştırmaları yayınlanan Bilimde bu hafta.

Sanal kedinin yerine, iki salınım halinin üst üste bindirildiği küçük bir kristal vardı. Salınım durumları (yukarı veya aşağı), Schrödinger’in düşünce deneyindeki yaşam veya ölüm durumuna eşdeğerdir. Atomu temsil etmek için bir kübit olan süper iletken bir daire kullanıldı. Ekip, devreye bir malzeme oluşturan bir elektrik alanı bağlayarak süperpozisyonunun kristale doğru ilerlemesini sağladı. kapiş?

Üniversitelerden biri olan ETH Zürih’te fizikçi ve çalışmanın baş yazarı Yuen Zhu, “Kristaldeki iki salınım durumunu süperpozisyona koyarak, etkili bir şekilde 16 mikrogram ağırlığında bir Schrödinger kedisi yarattık” dedi. öğle yemeği.

16 mikrogram, kabaca bir kum tanesinin kütlesine eşittir ve bu, kuantum seviyesinde oldukça şişman bir kedidir. Versiyona göre, “bir atomdan veya bir molekülden milyarlarca kat daha ağır, bu da onu bugüne kadarki en şişman kuantum kedi yapıyor.”

Bu, fizikçilerin klasik nesnelerde kuantum davranışlarının gözlemlenip gözlemlenemeyeceğini test ettikleri ilk sefer değil. Geçen sene farklı bir takım Tardigradları dolaştırdıklarını açıkladılarancak birkaç fizikçi Gizmodo’ya bu iddianın haşhaş olduğunu söyledi.

Bu biraz farklı, çünkü ikinci ekip canlı bir organizmanın dolaşıklık potansiyelini değil, kuantum halindeki bir nesnenin kütlesini test ediyordu. Zhu, bu, ekibin planlarında olmasa da, daha büyük gruplarla çalışmak “gerçek kedilerin makroskobik dünyasında kuantum etkilerinin neden kaybolduğunu daha iyi anlamamızı sağlayacak” dedi.

İki dünya arasındaki gerçek sınıra gelince? ETH Zürih’te fizikçi ve araştırma makalesinin ortak yazarı olan Matteo Fadel, Gizmodo’ya bir e-posta ile “Kimse bilmiyor” diye yazdı. “İlginç olan da bu ve kütle kazanımı sistemlerinde kuantum etkilerini göstermenin bu kadar emsalsiz olmasının nedeni de bu.”

Yeni araştırma, Schrödinger’in ünlü düşünce deneyini alıyor ve ona bazı pratik uygulamalar sunuyor. Süperpozisyon halindeki kuantum malzemelerinin kontrol edilmesi, çok hassas ölçümlerin gerekli olduğu bir dizi alanda faydalı olabilir; Örneğin, yardım Yerçekimi dalgalarını ölçen interferometrelerde gürültü azaltma.

Fadell şu anda “kütleçekiminin kuantum durumlarının uyumsuzluğunda bir rol oynayıp oynamadığını, özellikle de yirmi yıl önce Penrose tarafından önerildiği gibi kuantumdan klasiğe geçişten sorumlu olup olmadığını” araştırıyor. Yerçekimi atomaltı düzeyde var görünmüyor ve parçacık fiziğinin Standart Modelinde açıklanmıyor.

Kuantum dünyası olgunlaştı Yeni keşiflerMaalesef dolu BilinmeyenVe kapalı yolVe Sinir bozucu yeni problemler.

DahaBilim adamları Schrödinger’in kedisini kurtardı