Keista „Schrodingerio Katė“ Atgyja Naujuose Eksperimentuose

{h1}

Nauji tyrimai patvirtina schrodingerio katės, kvantinės fizikos minčių eksperimento, kurio metu katė yra ir gyva, ir negyva, idėją.

Dvi naujos studijos atskleidžia, kad labai mažo pasaulio keistenybė, leidžianti dalelę iš karto būti dviejose būsenose, gali būti didesnė. Jei tyrimai pasitvirtins, tai padidins mintinio eksperimento, kuris rodo, kad katė gali būti ir gyva, ir negyva tuo pačiu metu, pagrįstumą.

Idėja, pavadinta Schrödingerio katė po fiziko Erwino Schrödingerio, kuris ją pasiūlė 1935 m., Tęsiasi taip: Įdėkite katę į dėžutę su buteliu su nuodingų dujų. Buteliukas atidaromas, kai mažas radioaktyvaus metalo gabalėlis skleidžia alfa dalelę (helio atomo branduolį). Alfa dalelės skleidimas yra kvantinis-mechaninis procesas, o tai reiškia, kad tai, ar tai vyksta kokiu nors tam tikru laiko periodu, iš esmės yra atsitiktinė.

Kvantinė mechanika sako, kad neįmanoma žinoti, ar radioaktyvusis skilimas įvyko (ir katė yra negyva), jei kas nors to neišmatuoja - tai yra, nebent alfa dalelė sąveikauja su aplinka tokiu būdu, kokį mato stebėtojas. Kol tai neįvyks, alfa dalelė yra išmetama ir neišmetama tuo pačiu metu. Katė yra negyva ir gyva, būsena vadinama superpozicija. Dėžutės atidarymas yra matavimas - alfa dalelė matoma kaip negyva katė arba alfa dalelė nėra gyva. [9 didžiausios neišspręstos paslaptys fizikoje]

Dviejuose naujuose tyrimuose, išsamiai aprašytuose žurnalo „Nature Physics“ liepos 21 d. Numeryje, tyrėjai panaudojo šviesos daleles arba fotonus, kad patikrintų tokios superpozicijos ribas. Jei nėra jokių apribojimų, kiek dalelių ar fotonų galite įdėti į kvantinę sistemą, tai reiškia, kad katė iš tikrųjų yra ir negyva, ir gyva iškart, o matuojant jos būseną, ją apibūdinantis matematinis formulavimas (vadinamas banga) funkcija) „žlugimas“ į apibrėžtą būseną, gyvą ar negyvą.

Kita galimybė, vadinama daugelio pasaulių interpretacija, būtų dar keistesnė: kad visos įmanomos būsenos yra tikros, o kai bangos funkcija griūva į vieną būseną, mes tiesiog patiriame vieną iš daugelio visatų, egzistuojančių vienu metu, kurios kiekvienas įmanomas rezultatas atsitinka. Kai bangų funkcija žlunga, mes (ir katė) prisimename vieną istoriją - negyvą katę, tačiau yra kita visata, kurioje katė gyva.

Įstrigę fotonai

Abu eksperimentai, vienas atliktas Kanados Kalgario universitete, o kitas - Ženevos universitete Šveicarijoje, apėmė pakankamai fotonų, kad juos būtų galima pamatyti plika akimi, ir tai rodo, kad jų kvantines savybes galima padaryti makroskopinėmis, teigia tyrėjai.

Dviejuose eksperimentuose tyrėjai išmatavo kvantines būsenas - fizinių savybių grupę, įskaitant poliarizaciją ir fazę - naudodamiesi poliarizacija arba kampą, kuriuo fotonas sukasi. Poliarizaciją galima pamatyti nešiojant poliarizuotus akinius nuo saulės ir pakreipus galvą žiūrint į išmaniojo telefono ar kompiuterio ekraną. Ekranas atrodys juodas, kol galva pasvirusi tam tikru kampu.

Nors dviejuose eksperimentuose tiksli technika šiek tiek skyrėsi, abi komandos padidino vieno fotono būsenas, įpindamos jį į daugelį kitų fotonų, o tada atkūrė jį į pradinę būseną. Kai fotonas susipainioja su kitais fotonais, fotono būsenai įtakos turi dalelių, su kuriomis jis yra įsipainiojęs, būsenos.

Po restauracijos atliktų poliarizacijos matavimų tyrėjams paaiškėjo, kad įvyko kvantų susipainiojimas su kitais fotonais. [Kaip veikia kvantinis įsipainiojimas (infografika)]

Dabar mokslininkai bando išsiaiškinti, kokia gali būti kvantinė sistema, kol ji nepraranda savo kvantinės prigimties. „Tai vienas iš nedaugelio didelių neatsakytų klausimų šiuolaikinėje fizikoje“, - teigė Aleksandras Lvovskis, fizikos profesorius ir pagrindinis Kalgario universiteto straipsnio autorius.

Superpozicijos būsenos

Nauji eksperimentai nėra vieninteliai, kurie rodo superpozicijos būsenas.

2010 m. Kalifornijos universiteto mokslininkai Santa Barbaroje kompiuterio ekrane pastatė rezonatorių - iš esmės mažą tiuningo šakutę - pikselių dydį ir padėjo jį į bendrą padėtį, kurioje jis tiek svyravo, tiek nesvyravo. Tuo pačiu metu. Bet tai nebuvo tokia plati sistema kaip dviejuose naujausiuose dokumentuose.

„Šis eksperimentas atitinka vieną kvantą“, - sakė Ženevos universiteto profesorius Nicolas Gisin, vadovavęs Šveicarijos tyrimų komandai. "Įsivaizduokite nanomechaninį variklį, kuriame nėra virpesių ir 500 būsenų. Tai būtų mūsų."

Ateityje abi grupės bandys išsiplėsti į didesnes sistemas, kur užuot išvertusios kvantinę būseną iš vieno fotono į didelį fotonų rinkinį, jos bandys išversti vienos didelės grupės būsenas į kitą. Bet šis eksperimentas bus sunkus, nes norint išsaugoti kvantinį poveikį, atomų ar fotonų grupės turi būti visiškai atskirtos nuo mus supančios aplinkos, kitaip superpozicijos būsenos bus sugadintos. „Yra daug daugiau puolimo kampų“, - su daugiau dalelių, sakė Lvovskis.

Stebėkite mus @wordssidekick, „Facebook“ ir „Google+“. Originalus straipsnis apie gyvą mokslą.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Nepaisant Populiarumo, Psichiniai Detektyvai Nesugeba Atlikti
Nepaisant Populiarumo, Psichiniai Detektyvai Nesugeba Atlikti

Kas Išrado Šachmatus?
Kas Išrado Šachmatus?

Mokslas Naujienos


Galvosūkių Žaidimai Gali Lėtai Senėti
Galvosūkių Žaidimai Gali Lėtai Senėti

Kaip Veikia Skirtingos Kultūros
Kaip Veikia Skirtingos Kultūros

Pabaigos Įrėminimas: Išnykimas Kaip Menas (Interviu)
Pabaigos Įrėminimas: Išnykimas Kaip Menas (Interviu)

Olimpinių Pratimų Planas: Kaip Treniruotis Kaip Čempionui
Olimpinių Pratimų Planas: Kaip Treniruotis Kaip Čempionui

Antrojo Pasaulinio Karo Laivų Nuolaužos Plaukioja Jūriniame Gyvenime
Antrojo Pasaulinio Karo Laivų Nuolaužos Plaukioja Jūriniame Gyvenime


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com