Bir kedi hayal edin. Canlı bir tane hayal ettiğinizi farz ediyorum. Önemli değil. Her iki şekilde de yanılıyorsunuz – ama aynı zamanda haklısınız.
Bu, Erwin Schrödinger’in 1935’te kuantum hallerini açıklamak için yaptığı düşünce deneyinin öncülüdür ve şimdi araştırmacılar, kuantum dünyasının sınırlarını ve yerini klasik dünyaya bıraktığı yeri test ederek şişman (yani iri) bir Schrödinger kedisi yaratmayı başardılar. fizik.
Schrödinger’in deneyi şöyledir: Bir kedi, yine kutudaki radyoaktif bir maddenin bir atomu bozunursa, kutusundan salınan bir zehirle bir kutunun içindedir. Belirli bir zaman diliminde maddenin bozunup bozulmayacağını bilmek imkansız olduğundan, kutu açılıp bazı nesnel gerçekler belirlenene kadar kedi hem canlıdır hem de ölüdür. (Düşünce deneyi hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz. Burada.)
Aynı şekilde, kuantum hallerindeki parçacıklar (bir kuantum bilgisayarında bit olarak kullanılıyorlarsa kübitler), ölçülene kadar kuantum süperpozisyonundadır (yani hem “canlı” hem de “ölü”). , bu noktada süperpozisyon bozulur. 0 veya 1 değerini tutan sıradan bilgisayar bitlerinin aksine, kübitler aynı anda hem 0 hem de 1 olabilir.
Şimdi araştırmacılar, daha önce yaratılanlardan çok daha ağır bir Schrödinger kedisi yaptılar ve kuantum mekaniği dünyasının tanıdık makroskobik dünyanın klasik fiziğine yol açtığı çamurlu suları test ettiler. Onların araştırmaları yayınlanan Science dergisinde bu hafta.
Varsayımsal kedinin yerine, iki salınım durumunun üst üste bindirildiği küçük bir kristal vardı. Salınım durumları (yukarı veya aşağı), Schrödinger’in düşünce deneyinde canlı veya ölü ile eşdeğerdir. Atomu temsil etmek için etkili bir şekilde bir kübit olan bir süper iletken devre kullanıldı. Ekip, elektrik alanı oluşturan malzemeyi devreye bağlayarak süperpozisyonunun kristale aktarılmasını sağladı. Kapiş?
Bir üniversitede ETH Zürih’te fizikçi ve çalışmanın baş yazarı Yiwen Chu, “Kristalin iki salınım durumunu bir üst üste bindirerek, etkili bir şekilde 16 mikrogram ağırlığında bir Schrödinger kedisi yarattık” dedi. serbest bırakmak.
16 mikrogram kabaca bir kum tanesinin kütlesine eşittir ve bu kuantum seviyesinde çok şişman bir kedidir. Açıklamaya göre, “bir atom veya molekülden birkaç milyar kat daha ağır, bu da onu bugüne kadarki en şişman kuantum kedi yapıyor”.
Fizikçiler, klasik nesnelerde kuantum davranışlarının gözlemlenip gözlemlenemeyeceğini ilk kez test etmiyor. Geçen sene farklı bir takım bir tardigrade kuantum dolanıklığı yaptıklarını açıkladılarancak bazı fizikçiler Gizmodo’ya bu iddianın haşhaş olduğunu söyledi.
Bu biraz farklı, çünkü son ekip sadece bir nesnenin kütlesini kuantum halinde test ediyordu, canlı bir şeyin dolaşıklığı olasılığını değil. Bu, ekibin planlarında olmasa da, daha büyük kitlelerle çalışmak, “gerçek kedilerin makroskobik dünyasında kuantum etkilerinin ortadan kalkmasının ardındaki nedeni daha iyi anlamamızı sağlayacak” dedi Chu.
İki dünya arasındaki gerçek sınıra gelince? ETH Zürih’te fizikçi ve makalenin ortak yazarlarından Matteo Fadel, Gizmodo’ya gönderdiği bir e-postada “Kimse bilmiyor,” diye yazdı. “İlginç olan da bu ve artan kütleli sistemlerde kuantum etkilerini göstermenin bu kadar çığır açıcı olmasının nedeni de bu.”
Yeni araştırma, Schrödinger’in ünlü düşünce deneyini alıyor ve ona bazı pratik uygulamalar sunuyor. Kuantum malzemeleri süperpozisyonda kontrol etmek, çok hassas ölçümler gerektiren bir dizi alanda yararlı olabilir; örneğin, yardım etmek yerçekimi dalgalarını ölçen interferometrelerdeki gürültüyü azaltmak.
Fadel şu anda “kütleçekiminin kuantum durumlarının uyumsuzluğunda bir rol oynayıp oynamadığını, yani Penrose tarafından birkaç on yıl önce önerildiği gibi kuantumdan klasik geçişe geçişten sorumlu olup olmadığını” araştırıyor. Yerçekimi atomaltı düzeyde var görünmüyor ve parçacık fiziğinin Standart Modelinde açıklanmıyor.
Kuantum dünyası olgunlaştı yeni keşiflerama ne yazık ki, tıka basa dolu bilinmeyenler, çıkmaz sokaklarVe can sıkıcı yeni sorunlar.
Daha: Bilim Adamları Schrödinger’in Kedisini Kurtarıyor