Fizikçiler, Schrödinger’in şimdiye kadarki en ağır kedisiyle yeni bir rekor kırdı: ScienceAlert

Bir kum tanesinden biraz daha ağır olan küçük, titreşen bir kristal, yerlerin üst üste bindirilmesinde şimdiye kadar kaydedilen en ağır nesne haline geldi.

Zürih’teki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’ndeki (ETH) fizikçiler, Erwin Schrödinger’in ünlü düşünce deneyini benzeri görülmemiş bir ölçekte çoğaltmak için kuantum hesaplamada yaygın olarak kullanılan bir tür süper iletken devreye mekanik bir rezonatör bağladılar.

İronik bir şekilde, Schrödinger bu kadar büyük herhangi bir şeyin – yani herhangi bir şeyin – belirsiz bir gerçeklik durumunda var olabileceği konusunda biraz şüpheci olurdu.

Süperpozisyon durumları, günlük deneyimimizde benzersizdir. Futbol topunun düşüşünü izleyin ve düşme oranını bir kronometre ile takip edebilirsiniz. Son dinlenme pozisyonu gün gibi açıktır ve hatta uçarken nasıl döndüğü bellidir.

Düştüklerinde gözlerinizi kapatırsanız, bu konum veya davranış durumlarının farklı olabileceğini düşünmek için hiçbir neden yoktur. Bununla birlikte, kuantum fiziğinde, yerde duran bir top görene kadar konum, dönüş ve momentum gibi özellikler anlamlı bir şekilde var olmaz.

Teorik fiziğin bir başka ağır sikleti olan Albert Einstein ile birlikte Schrödinger, gözlem onlara bir tane verene kadar, parçacıkların kesin özelliklerden yoksun olduğunu gösteren deneylerin yorumlarına tamamen meraklı değildi.

Tüm fikrin ne kadar saçma olduğunu göstermek için, Avusturyalı Nobel ödüllü, bir parçacığın gözlemlenmeyen konumunun görünmez bir kedinin yaşamıyla bağlantılı olduğu bir senaryo anlattı.

Dilerseniz, çürüyen bir atomdan rastgele fışkıran bir parçacığın bir Geiger sayacına çarptığını, zehir şişesinin paramparça olmasına neden olduğunu ve anında bir kediyi öldürdüğünü hayal edin. Tüm bunlar bir kutu içinde gerçekleştiği için olaylar ve zamanlaması fark edilmeden kalır.

Bilinen şeyle git Kopenhag Yorumu Kuantum fiziğinde görünmez sistem, son hali gözlenene kadar tüm olasılıklar halinde var olur. Parçacık yayılır ve yayılmaz. Geiger sayacı aktif ve pasif. Zehir şişesi kırılmış, parçalanmamış. Ve kedi canlı ve ölü.

Bu ölümcül kamuflajı görselleştirmek neredeyse imkansızdır, ancak kolayca temsil edilir. Schrödinger’in dalga benzeri denklemi.

Neredeyse bir asır sonra, Schrödinger’inki artık bir şaka değil. Sadece küçük moleküllerde değil, tüm moleküllerde (binlerce atomdan oluşan gruplardan bahsetmiyorum bile) gözlemlenmiştir. Kedinin asla ölmemesini sağlamak için kutuyu manipüle edebiliriz. Kediyi ayırmak için ayarı bile kurcalayabiliriz. Aslında, tüm teknolojiler üst üste binme durumlarındaki nesnelerle aynı prensipler üzerine kuruludur.

Her ne kadar hiçbir gerçek kedi bir kuantum deneyi tarafından tehdit edilmemiş olsa da -çünkü ahlak, bilirsiniz- teori açık sözlüdür. Kediler, hatta insanlar, filler ve hatta dinozorlar gibi büyük nesneler, elektronlar, kuarklar ve fotonlarla aynı şekilde süperpozisyon durumlarında var olabilir.

Matematik şüpheye yer bırakmaz, ancak böylesine puslu bir varlığın etkilerini bu kadar büyük ölçekte gözlemlemek tamamen başka bir hikaye.

Atom düzeyinde, oldukça ilkel ekipmanlarla, yerine getirilmemiş kaderlerin bir tonu görülebilir. Nesnelerin özellikleri büyüdükçe, süperpozisyon imzalarını ampirik olarak ortaya çıkarmak daha zor hale gelir.

Bu son deneyde, tiz ses dalgalarının rezonatörü veya haber, kedi olarak 16.2 µg. Bıyık ve balık üflemelerindeki eksikliği, bir akımla çalıştırıldığında kısa bir frekans aralığında vızıldayabilmesi gerçeğini telafi ediyor.

“Kristaldeki iki salınım durumunu üst üste bindirerek, etkili bir şekilde 16 mikrogram ağırlığında bir Schrödinger kedisi yarattık.” o diyor Baş yazar ve ETH Zürih fizikçisi Yiwen Chu.

Radyoaktif atom, Geiger sayacı ve zehir rolleri için A Takımı Göndermekdeney, sensör ve süperpozisyon için güç kaynağı görevi gören bir süper iletken devre.

İkisini birbirine bağlamak, araştırmacıların HBAR’ı harekete geçirmesine izin verdi, böylece titreşimleri aynı anda iki fazda titredi, bu da tekrar iletimde olan bir fenomendi.

Gelecekteki deneylerin ne kadar büyük olabileceği açık bir sorudur. Uygulamada, süperpozisyonda boyutun sınırlarını zorlamak, kuantum teknolojisini daha güçlü hale getirmek için yeni yollara yol açabilir veya madde ve evreni incelemek için daha hassas araçların temelini oluşturabilir.

Temel olarak, maddenin süperpozisyonda olmasının ne anlama geldiğine dair hala sorular var. Kuantum mekaniğini daha kesin hale getirmede onlarca yıllık ilerlemeye rağmen, hala net değil Kutuyu açmak neden Schrödinger’in kedisinin kaderini değiştirsin?

Belki de gerçeğe dönüşmenin ne anlama geldiği, Schrödinger’in olmaması gereken bir kediye dair akıl almaz fikrini hayal ettiği zamanki kadar parçacık fiziği gizemi olarak kalır.

Bu araştırma yayınlandı Bilimler.