Zürichi fizikusok elértek egy új birodalmat, ahol a kvantummechanika nyilvánvalóan működik

Egy zafírkristály szilánkjában egy a képen látható speciálisan tervezett eszközben a tudósok létrehozták a holt-és-élő Schrödinger macskájának utánzatát, amiben a kristály két irányba ugrál egyszerre.

Egy körülbelül fél szempilla tömegű nagy darab kristály két állapotban létezik egyszerre. Egy újonnan létrehozott kvantummacska különösen masszív - legalábbis a kvantum birodalom számára. A Zürichi Műszaki Egyetem fizikusai a Science magazinban publikálták dolgozatukat április 21-én.  - írja a ScienceNews honlapján.

A tudósok egy ugráló zafírkristály darabot úgynevezett macskaállapotba tettek, amelyben az objektum két különböző állapotban létezik egyszerre. Ez a helyzet Schrödinger egyszerre élő és holt macskájára emlékeztet. Az új zafírmacska viszonylag nehéz, 16 mikrogramm. Ez közel van egy szempilla tömegének feléhez, és több mint 100 trilliószor nehezebb, mint a korábban molekulákkal létrehozott macskaállapot.

"Elértünk egy új birodalmat, ahol a kvantummechanika nyilvánvalóan működik." - mondja Yiwen Chou az Zürichi Műszaki Egyetem fizikusa.

Ez a paradox forgatókönyv nem történik meg a való világban. Míg a kvantumrészecskék képesek egyszerre két eltérő állapotban, az úgynevezett szuperpozíció állapotban lenni, a macskaméretű dolgoknál ez a hatás elmosódik. A kvantummhatások jellemzően atomokra, molekulákra és ilyesmikre korlátozódik. Az emberi szem számára látható mindennapi világ nem mutat kvantum tulajdonságokat. A tudósok rá tudnak venni kis objektumokat, hogy kvantum jellemzőket mutassanak. De a tudósok nem teljesen érik a kvantum és a nemkvantum birodalom közti határt.

Egy zafírkristály szilánkjában egy a képen látható speciálisan tervezett eszközben a tudósok létrehozták a holt-és-élő Schrödinger macskájának utánzatát, amiben a kristály két irányba ugrál egyszerre. Forrás: https://www.sciencenews.org/article/sapphire-schrodingers-cat-quantum

A macskaállapotok a kvantum viselkedés egy speciális fajtája, ami megközelíti, hogy újra létrehozzák a Schrödinger ötletét. Ezek két állapot szuperpozíciói, amik a mindennapi világot leíró klasszikus fizika szerint eltérőek - mint egy élő, vagy halott macska - inkább, mint két olyan állapot, amik csak a kvantum birodalomban léteznek, mint például egy atom energiaszintjei.

Az új kísérletben a kutatók egy zafírkristály darabot ütögettek oly módon, hogy atomjai két eltérő irányba mozogtak egyszerre. "Ez egy különbség, ami Schödinger macskájának szellemét megragadja." - mondja Chu.

Az ütögetést a kristályszilánk belsejére korlátozták, ami 100 millió billió atomból áll.

Ez elég nagy, hogy ha kivonnánk a kristály többi részéből, puszta szemmel látható lenne.

Mégis, az atomok oszcillációja kicsi volt, körülbelül egy milliméter billiomod részének a milliomod része. Más macskaállapot demonstrációk sokkal nagyobb térbeli szeparációt demonstráltak, annak ellenére, hogy kevesebb atomból álltak.

(Forrás: ScienceNews: https://www.sciencenews.org/)