Žinomiausiam pasmerktam katinui - Schrödingerio katei - fizikoje gali būti daug vilties.
Keistame minties eksperimente, simbolizuojančiame keistą subatominių dalelių būseną kvantinėje fizikoje, katė, pririšta prie dėžutės, yra negyva ir gyva, kol dėžutė atidaroma. Tuomet katė arba numeta negyva, arba laimingai atsiriboja.
Kažkada manyta, kad šis tiesos momentas yra akimirksniu ir visiškai nenuspėjamas. Tačiau birželio 3 d. Žurnale „Nature“ paskelbtame tyrime Jeilio fizikai sugebėjo stebėti, kaip veikia Schrödingerio katė, numatyti katino likimą ir netgi išgelbėti katę nuo nesavalaikės mirties.
Gavę šį naują atradimą, fizikai sugebėjo „sustabdyti procesą ir grąžinti katę į gyvą būseną“, - „Live Science“ pasakojo Harvardo fizikas Michel Devoret ir vienas iš tyrimo bendraautorių.
Fizikoje Schrödingerio katė yra minčių eksperimentas, kurio metu katė yra įstrigusi dėžutėje su dalelėmis, turinčiomis 50–50 galimybių suirti. Jei dalelė suyra, katė miršta; kitaip katė gyvena. Tačiau kol neatidarysite dėžutės, jūs neįsivaizduojate, kas nutiko katei, todėl jis egzistuoja tiek negyvos, tiek gyvos būsenos superpozicijoje, lygiai kaip elektronai ir kitos subatominės dalelės vienu metu egzistuoja keliose būsenose (pvz., Daugialypės energijos lygiai), kol jie nepastebimi. Kai dalelė yra stebima ir atsitiktinai pasirenkama užimti tik vieną energijos lygį, ji vadinama kvantiniu šuoliu. Fizikai iš pradžių manė, kad kvantiniai šuoliai buvo akimirksniu ir diskretiški: Poof! Ir staiga dalelė yra vienoje ar kitoje būsenoje.
Tačiau dešimtajame dešimtmetyje daugiau fizikų pradėjo įtarti, kad dalelės eina tiesiu keliu, šuolio metu, prieš įžengdamos į galutinę būseną. Tuo metu fizikai neturėjo technologijos toms trajektorijoms stebėti, sakė tyrime nedalyvavęs Pietų Kalifornijos universiteto fizikas Toddas Brunas. Štai čia įsitraukia Devoret ir jo bendraautoriai.
Jeilio fizikai spinduliavo ryškią atomą ir stebėjo, kaip šviesa išsibarstė kvantiniam šuoliui. Jie nustatė, kad kvantiniai šuoliai buvo ištisiniai, o ne atskiri, ir kad šuoliai į skirtingus diskrečios energijos lygius, laikomus konkrečiais „skrydžio“ maršrutais.
Kai fizikai žinojo konkrečią būseną, prie kurios artėjo atomas, jie tada sugebėjo pakeisti tą skrydį, pritaikydami jėgą teisinga kryptimi ir su reikiama jėga, sakė pagrindinis autorius ir Jeilio universiteto fizikas Zlatko Minevas. Jis teisingai nustatė šuolio tipą, kad sėkmingai pakeistų skrydį. „Tai labai nesaugu“, - „Live Science“ pasakojo Minevas.
Kai kurie fizikai, pavyzdžiui, Brunas, nenustebino išvadomis: „Tai niekuo nesiskiria nuo to, ką kas nors spėjo“, - „Brun“ pasakojo „Live Science“. „Įdomu tai, kad jie tai atliko eksperimentiškai“.
Naujas radinys yra ypač reikšmingas tyrimų įstaigoms, tokioms kaip Lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorija (LIGO), kur fizikai stebi gravitacines bangas, sakė Devoret. Šiose tyrimų vietose dalelių nenuspėjamumas, dar vadinamas kvantiniu triukšmu, yra mokslininkų pastangų atlikti tikslius matavimus kliūtis.
„Kaip sako fizikai, kvantinis triukšmas net ir Dievas negali žinoti, ką išmatuosi“, - teigė Devoret. Naudodamiesi tyrimais, fizikai gali „nutildyti“ kvantinį triukšmą ir atlikti tikslesnius matavimus.
Dalelės ir Schrödingerio katės likimas ilguoju laikotarpiu visada bus šiek tiek nenuspėjamas, sakė Devoret. Pagrindinė jo ir bendraautorių išvada yra ta, kad jų likimus galima pastebėti ir numatyti, kai jie įvyks.
"Tai šiek tiek primena ugnikalnių išsiveržimus, - paaiškino Devoret. - Ilgainiui jie yra nenuspėjami. Tačiau per trumpą laiką galite pamatyti, kada kuris nors išeksploatuojamas."
