Физики опровергли общепризнанную точку зрения и “спасли” кота Шредингера
Физики из Йельского университета совместно с коллегами из Франции и Новой Зеландии провели серию экспериментов и доказали, что квантовый переход атома из одного состояния в другое происходит вовсе не непредсказуемо, как считалось ранее, а предваряется мимолетным сигналом-предупреждением.
Исследование опубликовано в журнале Nature, а коротко оно описано на сайте Йельского университета. Физики нашли способ спасти знаменитого кота. Речь идет о мысленном эксперименте, описанном Эрвином Шредингером в 1935 году.
Условного кота запирают в коробке вместе с механизмом, содержащим колбу с синильной кислотой и радиоактивное вещество. При распаде хотя бы одного атома колба должна открыться, и в таком случае яд убьет кота. Но никто не знает, когда это произойдет.
Для наблюдателей кот Шредингера одновременно и жив, и мертв. Он является символом суперпозиции и непредсказуемости, которые до сих пор считались основополагающей догмой в квантовой физике.
Однако новое исследование показывает, что способ спасти знаменитого кота все-таки имеется. Эксперимент был предложен Златко Миневым, а провели его в лаборатории профессора Мишеля Деворета. Ученые впервые изучили фактическую работу квантового скачка.
Полученные результаты противоречат общепризнанной точке зрения датского физика Нильса Бора. Он считал, что квантовые переходы нельзя предсказать. Ученые провели эксперименты со сверхпроводящими кубитами – квантовой информацией. Для крошечного объекта, такого как электрон, молекула или искусственный атом, квантовый скачок – это внезапный переход из одного из его дискретных энергетических состояний в другое.
"Эти скачки происходят каждый раз, когда мы исследуем кубит, – говорит профессор Деворет. – Они непредсказуемы в долгосрочной перспективе".
Но исследователям удалось зафиксировать предупреждение о том, что скачок произойдет в ближайшее время. Это и было показано экспериментом: микроволновое излучение от трех генераторов возбуждало искусственный атом, что приводило к квантовым скачкам.
Крошечный квантовый сигнал этих скачков удалось усилить без потерь до комнатной температуры. При таких условиях сигналы можно было отследить в режиме реального времени. Это позволило зафиксировать внезапное исчезновение фотонов, испускаемых вспомогательным состоянием атома, возбуждаемого микроволнами.
Мимолетное отсутствие фотонов и является предупреждением о квантовом скачке, который вот-вот произойдет. По мнению ученых, точно рассчитанный импульс излучения может помочь обратить вспять квантовый скачок и вернуть кубит в его исходное состояние. Тем самым можно спасти кота Шредингера от смерти.
Источник: rg.ru
