Mokslininkai panaudojo dirbtinį atomą, kad parodytų galimybę neribotą laiką išlaikyti Schrödingerio katę gyvą, taip pat paspartinti jos mirties pradžią. Dėl to ir to, jums net nereikia žiūrėti į langelį, kuriame paprastai sėdi ši katė (arba nesėdi). Panašios klasikinės analogijos gali atrodyti pernelyg supaprastintos ar keistos, tačiau mokslui tai labai svarbu. Jie parodo, kaip realybė randama pagrindiniame lygmenyje ir gali padėti sukurti geresnius įrankius, kuriuos fizikai naudoja kvantinėje inžinerijoje.
Vašingtono universiteto Sent Luise mokslininkai nusprendė užtikrintai išsiaiškinti, ar norint iš esmės paveikti jos elgesį būtina rinkti informaciją iš kvantinės sistemos - ar, paprasčiau, žiūrėti į dalelę. Gal pakaks „stabdyti“?
- „Salik.biz“
Įspėjimas apie spoilerį: jie suprato, kad nereikia žiūrėti.
Šiek tiek istorijos: katės, dėžutės ir Zeno efektai
Jei kas nežino, kokia yra Schrödingerio katė, prisimename legendą. Remiantis Kopenhagos kvantinės mechanikos interpretacija, fizinis objektas (pvz., Atomas) neturi specifinių savybių, kol jo neišmatuosime. Atsakydamas, fizikas Erwinas Schrödingeris pasiūlė minčių eksperimentą. Jis pasiūlė, kad jei šis aiškinimas yra teisingas, radioaktyviąją medžiagą galime sudėti į nedidelę talpyklą šalia Geigero skaitiklio, susieti skaitiklį prie plaktuko ir įdėti plaktuką virš rūgšties kapsulės taip, kad ji susmulkėtų, kai atomas suyra.
Jei visa tai sudėsime į dėžę su kate, mes negalėsime išmatuoti atomo savybių, nes, kiek mes žinome, atomas tuo pačiu metu skilo ir nesugriuvo (štai kodėl jo pusinės eliminacijos laikas). Dėl to katė bus ir gyva, ir negyva tuo pačiu metu, kol žiūrėsime į vidų.
Tai yra legenda. Bet ji turi dvigubą dugną.
Reklaminis vaizdo įrašas:
1974 m. Mokslininkai uždavė klausimą: ar nestabilios sistemos eksploatavimo laikas priklauso nuo matavimo prietaiso?
Šis paradoksas buvo žinomas kaip kvantinis Zeno efektas: Kas nutiks, jei mes nuolat stebėsime nestabilų atomą? Ar jis suirs?
Pagal „Zeno“efektą, nuolat stebint, jis niekada neišleis nė vienos radiacijos dalelės. 1989 m. Tai pirmą kartą pademonstruota JAV nacionalinio standartų ir technologijos instituto eksperimente, o keista hipotezė tapo keista tikrove.
Po dešimties metų buvo pasiūlytas priešingas Zeno efektas - Antisenono efektas. Dažnas radioaktyvaus atominio branduolio matavimas gali pagreitinti jo skilimą, priklausomai nuo proceso.
Belieka tik suprasti, kas yra „matmuo“.
Norėdami išmatuoti kažką panašaus į radioaktyvųjį atomą, stebėti jį ir perskaityti jo parametrus ir savybes, turite kažkaip su juo sąveikauti, kad informacija išryškėtų kokia nors forma. Proceso metu daugybė atomo galimybių sugriūna į vieną rezultatą, kurį mes matome. Bet ar šis žlugimas yra „Zeno“efekto priežastis? Ar įmanoma paspartinti ar sulėtinti atomo irimą, nesukeliant jo griūties į absoliučią būseną?
Zeno prieš Antisenoną
Visa tai sugrąžina mus į eksperimentą, kurį atliko Vašingtono universitetas.
Norėdami nustatyti, ar informacijos perdavimas privers Zeno ar Antiseno efektą, mokslininkai naudojo prietaisą, kuris daugeliu atvejų elgiasi kaip atomas, turintis daugybę energijos būsenų.
Šis „dirbtinis atomas“galėjo patikrinti hipotezę, kaip energijos būsenos - elektromagnetiniai režimai - gali paveikti šiuos padarinius.
„Atominio skilimo greitis priklauso nuo tam tikros energijos galimų energijos būsenų tankio arba elektromagnetinių režimų“, - sako tyrėjas Keiteris Merchas. „Kad atomas suirtų, jis turi skleisti fotoną vienu iš šių režimų. Daugiau modų reiškia daugiau skilimo būdų, taigi greitesnis skilimas “.
Taip pat mažiau modų reiškia mažiau skilimo galimybių, o tai paaiškina, kodėl nuolat prižiūrimas atominis puodas niekada nevirins. Prieš naudodamas standartinius matavimus, Merchas ir jo komanda galėjo manipuliuoti dirbtinio atomo režimų skaičiumi, kiekvieną mikrosekundę patikrinti jo būseną ir pagreitinti arba sulėtinti jo „skilimą“.
„Šie matavimai rodo pirmąjį dviejų„ Zeno “efektų stebėjimą vieningoje kvantinėje sistemoje“, - sako A. Merchas.
Norėdami įsitikinti, kad svarbiausias dalykas yra stebėjimas ar trukdžiai, mokslininkai atliko vadinamąjį kvazizmatavimą, kuris sukuria trukdžius nesukeldamas atominės būsenos žlugimo. Niekas nežinojo, koks bus rezultatas.
„Tačiau visą dieną surinkti duomenys nuosekliai parodė, kad kvazizmatavimai sukuria Zeno efektus taip pat, kaip ir įprasti matavimai“, - sako A. Merch.
Taigi „Zeno“ir „Antiseno“efektai atsiranda dėl pažeidimo matavimo procese, o ne dėl tiesioginio matavimo.
Žinodami tai, galime pritaikyti naujus kvantinių sistemų valdymo metodus, naudodami Zeno dinamiką.
Ką visa tai reiškia vargšai Schrödingerio katei?
„„ Zeno “efektas sako, kad išbandę katę iš naujo nustatysime irimo laiką ir išsaugosime katės gyvybę“, - sako mokslininkas Patrickas Harringtonas. „Bet apgaulė ta, kad„ Zeno “padariniai yra susiję su pažeidimais, o ne su informacija, todėl jums net nereikia žiūrėti į lauką, kad juos suaktyvintumėte. Tie patys efektai bus ir tuo atveju, jei tiesiog purtysite langelį “.
ILYA KHEL