 |
14.09.2009 16:46 |
| |
Физики готовятся воспроизвести эксперимент с кошкой Шредингера |
 |
наука, физика, кошка ШредингераМОСКВА, 14 сентября. Физики из института квантовой оптики Макса Планка и Института фотонных наук хотят провести в реальности известный мысленный эксперимент «кошка Шредингера».
Квантовая механика утверждает, что, будучи наблюдаемой, каждая частица может находиться только в дискретных состояниях. Но еще в 1930-х годах австрийский физик Эрвин Шредингер показал, что до проведения измерения частица находится в суперпозиции возможных состояний и только в момент наблюдения «коллапсирует» к одному из них.
Доктор Ориол Ромеро-Исарт (Oriol Romero-Isart) и его коллеги предлагают провести эксперимент по «подвешиванию» вируса табачной мозаики (tobacco mosaic virus) в суперпозиции двух квантовых состояний. Его стержнеобразная форма (50 нанометров в диаметре и 1 микрометр в длину) больше всего понравилась ученым.
Для начала они предлагают поместить вирус в вакуум, где его поймает в ловушку созданное лазером электромагнитное поле. Затем другим лазером команда исследователей намеревается замедлить движение вируса, пока он совсем не остановится в одном из самых низких энергетических состояний.
Как только это произойдет, физики с помощью фотона заставят его перейти в суперпозицию двух квантовых состояний: до проведения измерения вирус, по идее, должен будет находиться в «смеси» движения и неподвижности одновременно.
Уже сейчас некоторые ученые оспаривают научную ценность эксперимента. Так, многие из них считают, что вирус нельзя назвать живым организмом. На что Ромеро-Исарт отвечает: то же самое можно проделать с микроскопическими тихоходками. Науке известно, что они могут выжить в космическом вакууме в течение нескольких дней. Уж они-то точно вполне сгодятся на роль «кота Шредингера».
Есть и еще одно возражение. «Я абсолютно уверен, что вирус, сравнимый по размерам с микроскопическим неодушевленным объектом, будет вести себя так же, как и неорганическая молекула», — говорит профессор Мартин Пленио из Имперского колледжа Лондона. Тем не менее и ему интересно было бы попробовать провести подобный эксперимент, ведь квантовая механика предполагает, что теоретически в суперпозиции состояний может оказаться даже столь крупный объект, как автомобиль или человек.
Кошка Шредингера — герой кажущегося парадоксальным мысленного эксперимента Эрвина Шредингера, которым он хотел продемонстрировать неполноту квантовой механики при переходе от субатомных систем к макроскопическим.
В закрытый ящик помещена кошка. В ящике имеется механизм, содержащий радиоактивное ядро и емкость с ядовитым газом. Параметры эксперимента подобраны так, что вероятность того, что ядро распадется за 1 час, составляет 50%. Если ядро распадается, оно приводит механизм в действие, он открывает емкость с газом, и кошка гибнет. Согласно квантовой механике, если над ядром не производится наблюдения, то его состояние описывается суперпозицией (смешением) двух состояний — распавшегося ядра и нераспавшегося ядра, следовательно, кошка, сидящая в ящике, и жива, и мертва одновременно. Если же ящик открыть, то экспериментатор обязан увидеть только какое-нибудь одно конкретное состояние — «ядро распалось, кошка мертва» или «ядро не распалось, кошка жива».
Цель эксперимента — показать, что квантовая механика неполна без некоторых правил, которые указывают, при каких условиях происходит коллапс волновой функции и кошка либо становится мертвой, либо остается живой, но перестает быть смешением того и другого.
В многомировой интерпретации квантовой механики, которая не считает процесс измерения чем-то особенным, оба состояния кошки существуют, но декогерируют. Когда наблюдатель открывает ящик, образуются два состояния наблюдателя, соответствующие живой и мертвой кошке, которые (состояния) не взаимодействуют друг с другом. Другими словами, когда ящик открывается, Вселенная расщепляется на две разные вселенные, в одной из которых наблюдатель смотрит на ящик с мертвой кошкой, а в другой — другой наблюдатель смотрит на живую кошку.
Оригинальная статья с описанием мысленного эксперимента вышла в немецком журнале Naturwissenschaften («Естественные науки») в 1935 году.Материалы по теме:Физики разгадали секрет быстрой эвакуацииУченые нашли у золота новые свойстваФизики приблизились к разгадке теории всего (34)Российский физик придумал, как устроить Большой Взрыв в лабораторииФизики придумали, как сделать крупные объекты невидимымиУченые почти решили задачу об упаковке многогранников
|
|
|
Навигация по порталу: 
