Milyen nagy lehet Schrödinger macskája?<br/>

Egy hetven szénatomból álló fullerén-molekula az eddigi legnagyobb objektum, amelynél sikerült a kvantum-tulajdonságokat demonstrálni.

A kvantumok fura világában a mindennapi szemlélet számára hajmeresztő törvények uralkodnak: a nevezetes kétréses interferencia-kísérletben például az "oszthatatlan" elektron "kettéhasad", majd hullámrészei interferálnak egymással. Az elektronnak ezt a "hasadt" állapotát a fizikusok kvantum-szuperpozíciónak nevezik: a részecske addig marad ebben, amíg a "tisztes távolságot" megtartjuk, azaz nem próbáljuk valamilyen módon megállapítani, hogy valójában hol is van. De ha például a rések mögé számlálókat helyezünk, akkor elkaphatjuk az elektront valamelyik rés mögött, eltűnik viszont az ernyőről az interferenciakép, a mérés hatására tehát a szuperpozíció szétesik. (Hogy mindez a hétköznapi gondolkodás számára mennyire hajmeresztő, Erwin Schrödinger egy híressé vált gondolatkísérlettel szemléltette. Ebben egy dobozba zárnak egy macskát és egy ciángázzal töltött fiolát, amely egy radioaktív atom bomlására megreped. Lehetetlen azonban megmondani, hogy az atom mikor bomlik el, azaz hogy a dobozba zárt macska élő vagy holt-e. Vagyis mindaddig, amíg a dobozt fel nem nyitjuk, Schrödinger macskája az élő és a holt macska szuperpozíciójában van.)

A fizikusok régóta töprengenek azon, vajon hol húzódik az a határ, amelynél nagyobb objektumokra a kvantum-szuperpozíció mindenképpen szétesik. Egy macska nyilván túl nagy (sosem láttunk még "kevert" Schrödinger macskát!), de vajon mi a helyzet egy vírussal? Vagy egy DNS-molekulával? Anton Zeilinger és munkatársai az Innsbrucki Egyetemen e téren is nagy lépést tettek előre. (Ez a csoport végezte az első sikeres kvantum-teleportálást, nemrégiben pedig a fénykristályokon szóródó atomokkal végzett kísérleteket.) A kutatók a klasszikus kétréses interferenciakísérletet végezték el a hatvan szénatomból (C60) álló futball-labda alakú fullerén-molekulákkal. A gerjesztett fullerén-molekulákból álló nyaláb hullámként viselkedett, és a kettős rés mögött elhelyezett ernyőn interferenciaképet hozott létre. Ezt követően a kutatók a C60 kissé nagyobbra nőtt "rokonával" a C70-nel is elvégezték a kísérletet: az eredmény ugyanaz volt, vagyis a kvantum-szuperpozíció ennél a fullerén-molekulánál is létrejött és fennmaradt. Így eddig ez a legnagyobb objektum, amelyre sikerült a kvantum-tulajdonságokat demonstrálni.

(ÉT)

Ajánló:

A vakvéletlen birodalma - nagyszerű és közérthető magyar nyelvű háttéranyag Münz Márton összeállításában.