Fizycy odkryli, jak uratować kota Schrödingera

Kategorie: 

Źródło: Flickr/Myeong mo Koo/CC BY-ND 2.0

Słynny eksperyment myślowy, zwany kotem Schrödingera, obrazuje nam jedną z definiujących cech mechaniki kwantowej – nieprzewidywalnego zachowania cząstek na poziomie kwantowym. Dlatego praca z systemami kwantowymi jest niezwykle trudna. Jednak zespół fizyków zademonstrował możliwość przewidywania tzw. skoków kwantowych, a nawet wpływania na wynik końcowy.

 

Wspomniany na początku kot w eksperymencie myślowym, który wymyślił austriacki fizyk Erwin Schrödinger, znajduje się wewnątrz zamkniętego pudła wraz ze źródłem promieniotwórczym, detektorem promieniowania i pojemnikiem z trującym gazem. Jeśli detektor wykryje rozpad radioaktywny pojedynczego atomu, wtedy rozbija pojemnik z gazem, który z kolei zabija kota. My natomiast nie możemy zajrzeć do środka, więc nie wiemy, czy kot żyje, czy nie. Dopóki nie otworzymy pudła, kot istnieje w obu stanach jednocześnie, lecz gdy zajrzymy już do środka, czyli dokonujemy obserwacji, kot losowo przechodzi w jeden z dwóch możliwych stanów.

 

Eksperyment nawiązuje do tzw. superpozycji kwantowej, czyli sytuacji, w której cząstka istnieje w wielu stanach jednocześnie do momentu, w którym dokonamy obserwacji. Wtedy cząstka natychmiast i losowo przechodzi między stanami energii, co nazywane jest skokiem kwantowym. Naukowcy właśnie ogłosili, że udało im się nie tylko przewidzieć, ale także manipulować skokiem kwantowym. Innymi słowy, udało im się „uratować” kota Schrödingera.

Zespół fizyków z Uniwersytetu Yale'a dokonał przełomu z pomocą sztucznych atomów, zwanych kubitami, które stosowane są również jako podstawowe jednostki informacji w komputerach kwantowych. Badacze przeprowadzili eksperyment, aby pośrednio obserwować nadprzewodzący kubit, używając trzech generatorów mikrofalowych do napromieniowania kubitu w zamkniętym trójwymiarowym pojemniku, wykonanym z aluminium.

 

Promieniowanie mikrofalowe przełącza kubit pomiędzy stanami energii, podczas gdy druga wiązka promieniowania mikrofalowego monitoruje pojemnik. Gdy kubit znajduje się w stanie podstawowym, wiązka mikrofalowa wytwarza fotony. Jednak nagły brak fotonów oznacza, że kubit wykona skok kwantowy i przejdzie w stan wzbudzony.

 

Wysłany w odpowiednim czasie impuls promieniowania może odwrócić skok kwantowy, a kubit ponownie znajdzie się w stanie podstawowym. Naukowcy odnoszą swój eksperyment do kota Schrödingera, twierdząc, że udało im się uratować kota przed śmiercią.

Fizycy zaobserwowali w sumie 6,8 miliona skoków kwantowych i odkryli między nimi spójność – każdy skok przebiegał tak samo. Jednak naukowcy nie potrafią przewidzieć, kiedy nastąpi skok kwantowy. Może to potrwać 5 minut, lub 5 godzin. Główny autor badania, Zlatko Minev, porównał skoki kwantowe do erupcji wulkanicznych – monitoring pozwala wykryć oznaki zbliżającej się erupcji, lecz na dłuższą metę, są one całkowicie nieprzewidywalne.

 

Ocena: 

4
Średnio: 4 (2 votes)

Komentarze

Portret użytkownika massa

Zamiast kota w pudełku może

Zamiast kota w pudełku może być człowiek. Dla zewnętrznego obserwatora sytuacja się nie zmiania, ale człowiek w pudełku jest sam dla siebie obserwatorem. Jak w takim razie wyjaśnić jego stan z jego perspektywy. Jeśli mysli i się nad tym zastanawia, to jest żywy, a jeśli nie to jest martwy, tylko nie zdaje sobie z tego sprawy ( bo przecież jest martwy ) więc jego stan musi być jednoznaczny.  Chodzi mi o rolę i miejsce obserwatora. Z jego perspektywy może być stan inny, niż z punktu widzenia innego obserwatora. Jak może istnieć wszechświat, mając nieskończoną liczbę obserwatorów i stanów z nimi związanych? Dla mnie to zbyt skomplikowane, uważam że może istnieć prostsze rozwiązanie istnienia. 

Portret użytkownika bullik

Stan kwantowy ok, ale z tym

Stan kwantowy ok, ale z tym kotem to bzdura! Bo on zanim sie zajrzy to zyje, albo juz nie - tylko obserwator o tym nie wie! A moze ze stanem kwantowym jest podobnie? Moze czastki juz tam gdzies sa przed obserwacja tylko nasze metody obserwacji dzialaja z opoznieniem? a Schrödinger moze wlasnie to mial na mysli tylko nie wyrazil sie bezposrednio?? ten Jeden wielki galimatias..

Portret użytkownika NickD

Z tym kotem i jego

Z tym kotem i jego superpozycją to lipa. Istnieje tylko w dwóch stanach dlatego, bo nie wiemy z jakiego powodu następuje rozpad pierwiastka. Gdybysmy zaekranowali dany pierwiastek od jakiegokolwiek wpływu świata zewnętrznego rozpad nie nastąpiłby. No chyba, że ktos wierzy, że rozpad następuje ot tak - sam z siebie bez jakiegokolwiek czynnika zewnętrznego. No to niech uzna, że wszechświat powstał ot tak. Ten sam mechanizm. Wtedy problem z istnieniem absolutu też znika Smile

Portret użytkownika Sopel

Schroedinger po prostu nie

Schroedinger po prostu nie miał nigdy kota... ja mam.

1. Kot lubi pudełka.... 

2. Kot  przeczy większości prawom fizyki, czasem naprawdę wydaje się, że ma 9 żyć (albo lepiej). Zabić kota jest naprawdę trudno, tak więc w tym teście - bardzo prawdopodobne jest - że kot jakimś cudem przeżyje.

3. Obserwacja kota jest raczej trudna: czasem w domu kot znika.... potem nagle, po usłyszeniu dźwięku otwieranej puszki z jedzeniem pojawia się z nikąd przy misce.

Wniosek: Kot Schroedingera nie powinien być kotem ale np. psem. Psy - niestety - są gramotne, łatwo dają się podejść, kopnąć, otruć, itd. W przypadku psów test byłby "zdany".

Co do obserwacji żywego/martwego zwierzęcia - mamy jeszcze trzeci stan: śpi jak zabity. 

Ciekaw jestem, co na to naukowcy ?

Portret użytkownika Felipesku

widocznie nie rozumieją

widocznie nie rozumieją tematu... kot już jest martwy tylko jeszcze tego nie wiedzą bo nie zajrzeli... on nie umiera w trakcie obserwacji... to tak nie działa w stanach kwanyowych albo inaczej.... kot tu jest złym przykładem.

Portret użytkownika  Fabian

No szczerze zieleniałem.

No szczerze zieleniałem. Kwanty i cała oprawa istniejąca jest dość hmmm . Za mało wiemy, mamy tylu uczonych, którzy usiłują rozwikłać zagadfki i zagadnienia, a tak na prawde nic nie wiemy. Tylko teoria:)

Skomentuj