Учените се снимки на котката на Шрьодингер

Всички онези, които най-малко веднъж чух за квантовата механика, трябва да сте чували историята за котката на Шрьодингер: мисловния експеримент на австрийската теоретичен физик Шрьодингер, Ервин, където остави в кутия с опасен радиоактивно вещество котката може едновременно да съществува в две състояния - на мъртвите и живите. Така че, съвременните учени от Виена и Ню Йорк успя до известна степен да се докаже тази възможност, като се отчита квантово оплитане.

Горното изображение е получено с помощта на шаблон и котки заплете фотони. Интересното тук е, че фотоните се използват за създаване на изображението, никога взаимодействали с шаблон и фотоните, които са били изпратени на екрана, всъщност, никога не са били изпратени към камерата.

Според квантовата механика, когато две отделни частици в състояние на объркване, техните физични свойства се налагат един на друг, и те започват да бъдат в една и съща квантово състояние, състояние на суперпозиция. С други думи, когато една котка може да е мъртъв, така и на живо. Така че, Габриела Барето Лемос от Австрийската академия на науките във Виена и колегите му, с помощта на тази връзка между квантовата частици може да създаде изображение на котка без пряк фотографиране шаблон си.

За да направите това, учените използват лазери са създали две двойки жълти и червени заплетени фотони. Жълти фотони бяха насочени към шаблона на котка и червени фотони са били изпратени към камерата. Благодарение на участието си, червени фотони са приели на физичните свойства на жълти фотони и формират образа на котка. Тъй като котка шаблон беше прозрачен на червен светофар, камерата може да улови само червена светлина. Експериментът показва, че тази техника ви позволява да правите снимки на обекти, които са невидими за откритите фотони.

Теоретиците обясняват как гравитацията убива котката на Шрьодингер

Известният мислен експеримент В от Ервин Шрьодингер котка, поставени в непрозрачен кутия с механизъм за смъртта, която работи с 50% вероятност, е формулирана, за да илюстрира парадокса на понятието за квантова суперпозиция. Това явление предполага, че една частица (котка) ще бъде в няколко щата в същото време (живи и мъртви), стига да не се измерва (кутията не се отваря и не гледам котката).

Вълнообразен модел - следствие от квантови частици смущения със себе си (Фигура Pikovski / Nature физика).

Обикновено, физиците обясняват явлението, че припокриващата е възможно в света на частици, но не може да с котки или други макро-предмети, от околния шум. Когато един квантов обект преминава през областта на или взаимодейства с произволни частици, той веднага се отнема само една държава - като че ли са измерени. Това е точно това, което суперпозиция свива като учените вярваха.

Но дори и ако по някакъв начин става възможно да се изолират macroobject, който се намира в състояние на суперпозиция, чрез взаимодействие с други частици и полета, то рано или късно ще би взел една-единствена държава. Най-малко това е вярно за процеси, протичащи на повърхността на Земята.

Pikovsky и колегите му от университета на Виена казват, че гравитацията е като разрушителен ефект върху микроскопско квантовата суперпозиция, а защото ние не наблюдаваме подобни явления в макрокосмоса. Основната концепция на новата хипотеза, между другото, е обобщена в игралния филм "Междузвездна".

общата теория на относителността се посочва, че изключително масивен обект ще се огъват в близост до себе си на пространство-времето на Айнщайн. Гледайки положението на по-детайлно ниво, можем да кажем, че една молекула е поставен на повърхността на Земята, времето ще отиде по-бавно в сравнение с този, който е в орбита около нашата планета.

В резултат на гравитацията ефекти върху молекулата на пространство-времето, тя дойде при тест отклонение на влияние в своята позиция. Това, от своя страна, трябва да се отрази както на вътрешните си енергия - колебания на частиците в молекулата, които се променят с времето. Ако молекулата, за да влезете в състояние на квантовата суперпозиция на две места, връзката между позицията и на вътрешната енергия на молекулата скоро ще бъдат принудени "да изберете" Само една от двете позиции в пространството.

"В повечето случаи декохерентността дължи на външни влияния, но в този случай, на вътрешния трептене частица взаимодейства с движението на самата молекула" - обяснява Pikovsky.

Този ефект се досега никой не е наблюдаван, тъй като други източници на декохерентността, като магнитни полета, топлинно излъчване и вибрации, са склонни да бъдат много по-силен, и да доведе до унищожаването на квантовата системи много преди това ще направи гравитацията. Но експериментатори стремим да проверяваме предложената хипотеза.

Markus Арндт (Markus Арндт), експериментален физик от Университета на Виена, провеждане на експерименти върху наблюдението на квантовата суперпозиция на макроскопските обекти. Той изпраща малка молекула в интерферометъра всъщност дава частица "избор", по какъв начин да отида. От гледна точка на класическата механика на молекула може да мине само един начин, но молекулата на квантовата да отидете два начина едновременно, да пречи на себе си и създаване на отличителен вълнообразна шарка.

Подобна инсталация може да се използва за тестване на способността за унищожаване на квантовата системи гравитацията. За да направите това, ще бъде необходимо да се сравнят вертикални и хоризонтални интерферометри: първата суперпозиция трябва да изчезнат скоро заради забавянето на времето при различни височини "" начин, докато във втория квантовата суперпозиция и може да бъде запазена.

Arndt проведе експеримент с молекули, състоящи се от 810 атома, и споменатата че тези сложни молекули са идеални за тестване на хипотезата, че да им структура има голям брой частици, които допринасят за промяна на вътрешната енергия. Но за пълното провеждане на такъв опит е необходимо да унищожи влиянието на всякакви външни въздействия на околната среда, което ще унищожи системата квантовата преди това ще направи гравитацията.

теоретични резултатите от изследването са описани в статията в списание Nature Physics.