Najteža Šredingerova mačka na svetu proizvedena u kvantnom kristalu vidljivom golim okom

Foto: Shutterstock

Fizičari su napravili najtežu Šredingerovu mačku na svetu, predstavljajući neobično ponašanje kvantnog sveta u većim razmerama nego ikad ranije, piše Live Science.

Preporučujemo

Taj poduhvat, izveden pomoću vibriranja 100 miliona milijardi atoma u safirnom kristalu veličine zrna peska, stvorio je najtežu kvantnu superpoziciju na svetu pošto je kristal istovremeno oscilirao u dva različita pravca. Uprkos težini od samo 16 mikrograma, taj kristal je bilionima puta teži od molekula postavljenih u prethodna kvantna stanja velikih razmera, a vidljiv je golim okom.

Nazvan po čuvenom misaonom eksperimentu Ervina Šredingera, novi Šredingerov mačka-kristal mogao bi se upotrebiti za kreiranje snažnijih kvantnih kompjutera i otkrivanje zašto se kvantni efekti ne vide u stvarnom svetu, kažu istraživači. Njihovi nalazi su objavljeni 20. aprila u žurnalu Science.

„Naravno, u laboratoriji ne možemo realizovati...eksperiment sa pravom mačkom teškom nekoliko kilograma“, kaže glavni autor Jiven Ču, profesor fizike u Laboratoriji za fiziku čvrstog stanja Federalnog instituta za tehnologiju u Cirihu. Međutim, „stavljajući dva oscilirajuća stanja kristala u superpoziciju, zapravo smo stvorili Šredingerovu mačku tešku 16 mikrograma“.

U Šredingerovom misaonom eksperimentu, uvrnuta pravila kvantnog sveta su predstavljena zamišljanjem mačke stavljene u neprovidnu kutiju sa bočicom otrova čiji mehanizam ispuštanja je kontrolisan radioaktivnim raspadom – potpuno nasumičan kvantni proces. Dok kutija nije otvorena i mačka viđena, rekao je Šredinger, pravila kvantne mehanike znače da bi nesrećna mačka trebalo da postoji u superpoziciji stanja, istovremeno mrtva i živa.

Iako većina kvantnih efekata obično dekoherira i nestaje u makroskopskim razmerama, Šredingerova analogija je trebalo da demonstrira fundamentalne razlike između našeg sveta i sveta vrlo malog. Ipak ne postoji čvrsta granica između ta dva sveta, što omogućava fizičarima da počnu da obrlaćuju kompleksne objekte skoro makroskopskih ramera da pokažu neobično kvantno ponašanje.

Da bi to postigli, fizičari su povezali vibrirajući deo safirnog kristala za superprovodno kolo, potresajući ga tako da je počeo da vibrira u superpoziciji dva pravca odjednom.

Zatim, da bi potvrdili da su zaista stvorili kvantnu mačku, istraživači su izmerili prostornu separaciju dva vibrirajuća stanja kristala. Iako su vibracije bile subatomske po razmerama, mogle su se jasno razlikovati od nasumičnih termalnih i kvantnih vibracija – mačka je bila stvarna.

Ču bi voleo da u budućnosti poveća masu Šredingerovog mačka-kristala, stvarajući makroskopske kvantne objekte koji bi se mogli upotrebiti da se još masivnije skladište informacije u kvantnim kompjuterima, traže gravitacioni talasi i tamna materija, i shvati kako kvantni efekti nestaju na nivou razmera stvarnih mačaka.

(Telegraf Nauka/Live Science)