Australialaiset ja brittiläiset tutkijat ovat luoneet kvantanalogin rummusta, joka värisee ja on hiljainen samanaikaisesti, aivan kuten Schrödingerin kissa on elossa ja kuollut samanaikaisesti, New Journal of Physics -artikkelin mukaan.
”Jotta voimme oppia rumpua lyömään, meidän oli luotava erityisiä kvanttipisteitä, joiden roolissa on yksittäisiä valon hiukkasia. Kaikki tämä luo tietä Schrödingerin kissan mekaanisen analogin luomiseen ja kvantimekaniikan lakien testaamiseen makroskaalassa”, kertoi Martin Ringbauer Queenslandin yliopistosta Brisbanessa, Australiassa.
Schrödingerin kissa on ajatuskokeen kohde, jonka vuonna 1935 ehdotti itävaltalainen fyysikko Erwin Schrödinger. Kokeessa kissa ja mekanismi, joka avaa myrkyllisen säiliön radioaktiivisen atomin hajoamisen yhteydessä (jota voi tapahtua tai ei tapahtua), asetetaan suljettuun laatikkoon. Kvanttifysiikan periaatteiden mukaan kissa on sekä elossa että kuollut.
Tästä on lähtöisin termi "kvantti superpositio" - kaikkien tilojen kokonaisuus, joissa kissa voi olla samanaikaisesti. Monet fyysikot, myös venäläisen kvanttikeskuksen edustajat, yrittävät nyt aktiivisesti luoda sellaisen Schrödingerin kissan, joka voitaisiin nähdä paljain silmin.
Ringbauer ja hänen kollegansa ottivat ensimmäisen askeleen kohti tätä tutkimalla kuinka valon yksittäiset hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa hyvin ohutten, mutta näkyvien elokuvien kanssa. Tutkijat ihmettelivät, tuottavatko fotonien törmäykset näiden kalvojen kanssa kvanttehosteita, jotka rikkovat klassisen mekaniikan lakeja.
Kuten fyysikko totesi, tietyissä olosuhteissa yksi valohiukkas voidaan leikata kahteen himmentävään, mutta samalla takertuneeseen fotoniin. Jos yksi hiukkanen on suunnattu kalvoon ja toinen tavalliseen peiliin, niiden vuorovaikutus johtaa tosiasiaan, että rummun ja fotonien välille syntyy uusi kvanttisidos.
Australian ja Ison-Britannian fyysikkojen luoma kvanttirumpu / Imperial College London.
Tällä hetkellä tulee peliä, että sahattu fotoni on oikein samaan aikaan yhdessä ja toisessa pisteessä - se joko lentää kalvon ohi aiheuttamatta värähtelyjä siinä tai osuu siihen. Siksi joissakin mittauksissa se lyö rumpua, kun taas toisissa se ei aiheuta muutoksia siinä. Toisin sanoen rumpu on samanaikaisesti hiljainen ja koputtaa, ja elokuvasta tulee makroskooppinen analogia Schrödingerin kissalle.
Mainosvideo:
Näiden ideoiden ohjaamana artikkelin kirjoittajat kokosivat asennuksen ja alkoivat tarkkailla elokuvan värähtelyä toisella laserilla. Kuten Ringbauer myöntää, huoneenlämpötiloissa tämä rakenne ei aivan muistuta Schrödinger-rumpua, mutta jopa sellaisissa olosuhteissa sen pinnalle ilmenee poikkeamia, jotka osoittavat kvanttiominaisuuksien esiintymisen.
Lähitulevaisuudessa Ringbauerin tiimi aikoo parantaa laservärähtelyanturien toimintaa ja sijoittaa kvanttirummun jääkaappiin, jonka toivotaan auttavan näkemään oikean Schrödingerin kissan ensimmäistä kertaa.