3 Июня 2019
МОСКВА, 3 июня. Американские ученые усвоили, как можно предвидеть непредсказуемые квантовые переходы внутри атомов и использовать эти данные для того, чтобы обращать их вспять. Подобным образом можно спасти знаменитого кота Шредингера от горькой смерти, пишут ученые в журнале Nature.
Квантовые переходы в атомах в чем-нибудь похожи на извержения вулканов. Их нельзя предсказать в продолжительном плане, однако, если правильно следить за подобным автомобилем, то мы можем прочесть достаточно точное предупреждение о предстоящей катастрофе и начать действовать еще до того, как она произойдет, — рассказывает Златко Минев из Йельского университета (США).
Кот Шредингера — участник мысленного эксперимента, который был предложен австрийским физиком Эрвином Шредингером в 1935 возрасту для демонстрации абсурдности квантовой механики. В его ходе в закрытый ящик помещается кот и механизм, открывающий емкость с ядом в случае распада радиоактивного атома. Это может сотвориться в любой момент времени, однако точный момент распада не известен.
В соответствии с принципами квантовой физики, кот одновременно и жив, и мертв. Отсюда берет свое начало термин квантовая суперпозиция – совокупность всех состояний, в которых может одновременно находиться кот или другой объект квантового мира. Сегодня физики активно пытаются создать такую кошку Шредингера, которого хорошо было бы увидеть невооруженным приглядом. 9 апреля, 16:44Физики создали квантовый предсказатель непредсказуемого будущего
В материи осуществить подобный эксперимент не так-то просто, если даже это в принципе возможно, так как на работу ящика Шредингера будет влиять его классическая сторона, гравитационное замедление времени и целый ряд других факторов.
Отсутствие оркестров, позволяющих увидеть кота Шредингера, заставляет ученых активно спорить о том, где есть граница между квантовой и ньютоновско-эйнштейновской физикой, существует ли она вообще и влияет ли первая на поведение окружающих нас объектный.
Минев и его коллеги заинтересовались не самим четвероногим добровольцем или его коробкой, а более базовой частью этого мысленного эксперимента – тем, как суперпозиция живого и мертвого кота совершает так называемый квантовый переход и есть одним из двух классических состояний.
Дело в том, что до недавнего времени ученые не хорошо знали, как именно происходит этот процесс. Многие физики, такие как Нильс Бор, считали, что квантовые переходы в принципе нельзя предсказать и, что они происходят фактически оперативного.
Грубо говоря, если один из электронов атома получает дополнительную дачу энергии и перепрыгивает на более высокую позицию, он реальным телепортируется с одного уровня на другой, не двигаясь через пространство. Другие теоретики, в том числе сам Шредингер и Альберт Эйнштейн, не соглашались с этим и считали, что их можно детерминистским просчитать и увидеть.
Только в 1980 годах ученые смогли впервые изучить за реальными переходами внутри атомов и подтвердить, что Бор и его сподвижники были закадычнее к истине, чем приверженцы альтернативных концепций. Это, как отмечает Минев, однако не закрыло вопроса о том, как именно происходят похожие квантовые прыжки, можно ли их предсказать и манипулировать ими. 13 декабря 2018, 14:30Физики создали прозрачную клетку для кота Шредингера
Йельские физики и их коллеги из Франции и Новой Зеландии получили ответы на все эти вопросы и одновременно поставили под сомнение теорию Бора, экспериментируя с котами Шредингера, созданными на базе сверхпроводящих кубитов. Они представляют собой искусственные аналоги атома или другие квантовые конструкции, способные хранить в себе одновременно и ноль, и единицу.
Эти синтетические атомы, разработанные из особых сверхпроводниковых структур, были устроены таким образом, что они могли находиться в двух возбужденных состояниях, одно из которых, светлое, ученые могли увидеть, а второе оставалось скрытым от назорщиков.
Кубиты накачивались таким образом, что атом постоянно переходил в темное состояние и затем возвращался в изначальную позицию. Одновременно с этим, ученые дополнительно жонглировали их работой таким образом, что в кубитах возникали родственные переходы между светлым и главным состоянием.
Наблюдая за работой этой конструкции, ученые натолкнулись на необычный феномен – перед тем, как атом готовился перейти в темное состояние, гармоника вспышек света, вырабатываемых атомом в светлом состоянии, внезапного снижалась. Подобные затмения (по)бывальщины очень короткими – их высота составляла всего 45 микросекунд, однако этого времени вполне хватит, чтобы поменять программу накачки атома и предотвратить переход сплава в новое состояние.
Это, как показали дальнейшие опыты, хорошо сделать не просто до преддверия квантового перехода, а во время него. Подобный результат эксперимента, как считает Минев, говорит о том, что, по крайней мере, часть теории Бора не верна – на самом деле, квантовые переходы не мгновенны и их можно предсказать в краткосрочной перспективе.
Иными словами, жизнедеятельность кота Шредингера не обязательно надлежащая всецело зависеть от случая – при определенной сноровке и обстоятельствах, его можно спасти, заключают ученые. 1 мая 2017, 18:09Российские физики научились откармливать котов Шредингера
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....