В реальности осуществить подобный эксперимент не так-то просто.
Австрийские ученые создали оптический прибор, позволяющий следить за положением видимых глазу объектов с «квантовой» точностью. Это позволит ученым проверить, существуют ли коты Шредингера в природе, говорится в статье, опубликованной в журнале Optica.
Об этом пишет Хроника.инфо со ссылкой на rambler.ru.
Кот Шредингера — главный «участник» мысленного эксперимента, который был предложен австрийским физиком Эрвином Шредингером в 1935 году. В его рамках в закрытый ящик помещаются кот и механизм, открывающий емкость с ядом в случае распада радиоактивного атома (что может случиться или не случиться).
В соответствии с принципами квантовой физики кот является одновременно и живым, и мертвым. Отсюда берет свое начало термин «квантовая суперпозиция» — совокупность всех состояний, в которых может одновременно находиться кот. Сегодня физики активно пытаются создать такого кота Шредингера, которого можно было бы увидеть невооруженным глазом.
В реальности осуществить подобный эксперимент не так-то просто, если даже это в принципе возможно, так как на работу «ящика Шредингера» будет влиять его «классическая» (с точки зрения физики) часть, гравитационное замедление времени и целый ряд других факторов.
Отсутствие инструментов, позволяющих «увидеть» кота Шредингера, заставляют ученых активно спорить о том, где находится граница между квантовой и ньютоновско-эйнштейновской физикой, существует ли она вообще и влияет ли первая на поведение окружающих нас объектов.
«Мы знаем, что законы квантовой механики управляют поведением атомов и молекул, но мы пока не понимаем, насколько крупным может быть тело, обладающее подобными свойствами. Захватывая наночастицы и запутывая их с фотонными кристаллами, мы можем получить объект, превосходящий атом по размерам, и проверять его на квантовость», — продолжает ученый.
Физики, как отмечает Аспельмайер, давно научились захватывать отдельные наночастицы или даже атомы и молекулы при помощи «оптических щипцов», невидимых ловушек, удерживающих материю на месте благодаря нескольким лучам света, сталкивающимся внутри фотонного кристалла.
Они позволяют проводить квантовые опыты с подобными объектами, но у них была одна большая проблема. Ученые не могли точно вычислить положение атома или наночастицы внутри нее и понять, в каком состоянии они находятся, так как этому мешали световые помехи.
Аспельмайер и его коллеги решили эту проблему и превратили подобные оптические «щипцы» в своеобразную прозрачную клетку для кота Шредингера, поместив квантовое «животное» не внутри этой световой ловушки, а снаружи, на небольшом расстоянии от луча лазера.
В этой позиции, как отмечают ученые, наночастица продолжает удерживаться «щипцами», однако ее малейшие перемещения резко меняют то, как выглядит своеобразное световое эхо этой ловушки, возникающее в результате «побега» части лазерного излучения из фотонного кристалла.
Подобный прием, как показали первые опыты с прототипом такой «клетки», позволил ученым повысить точность позиционирования наночастицы примерно на два порядка по сравнению с классическими методиками наблюдений за ее сдвигами.
Читайте также: Физики создали новую форму материи
Новые версии этого прибора, как считает Аспельмайер, будут обладать достаточной чувствительностью для прямых наблюдений за квантовыми взаимодействиями между наночастицей, ее световой клеткой и стенками фотонного кристалла. Эти опыты покажут, есть ли граница между квантовым и «обычным» миром и как первый влияет на поведение второго.