Australiska och brittiska forskare har skapat en kvanteanalog av en trumma som vibrerar och är tyst samtidigt, precis som Schrödingers katt är levande och död samtidigt, enligt en artikel i New Journal of Physics.
”För att lära oss slå trumman var vi tvungna att skapa speciella kvantpinnar, vars roll spelas av enskilda ljuspartiklar. Allt detta banar vägen för att skapa en mekanisk analog av Schrödingers katt och testa kvantmekanikens lagar på en makroskala, säger Martin Ringbauer från University of Queensland i Brisbane, Australien.
Schrödingers katt är föremål för ett tankeexperiment som föreslogs 1935 av den österrikiska fysikern Erwin Schrödinger. I ett experiment placeras en katt och en mekanism som öppnar en behållare med gift i händelse av en sönderfall av en radioaktiv atom (som kan eller inte händer) i en stängd låda. Enligt principerna i kvantfysik är en katt både levande och död.
Det är här termen "kvantsuperposition" härstammar - totaliteten i alla tillstånd där en katt samtidigt kan vara. Många fysiker, inklusive de från ryska Quantum Center, försöker nu aktivt skapa en sådan Schrödingers katt som kunde ses med blotta ögat.
Ringbauer och hans kollegor tog det första steget mot detta genom att studera hur enskilda ljuspartiklar interagerar med mycket tunna men synliga filmer. Forskare undrade om kollisioner av fotoner med dessa membran skulle ge kvanteffekter som skulle strida mot de klassiska lagarna om mekanik.
Som påpekats av fysiker kan under vissa förhållanden en enda partikel av ljus skäras i två dimmer, men samtidigt intrasslade fotoner. Om en partikel är riktad mot membranet, och den andra mot en vanlig spegel, kommer deras interaktion att leda till att en annan kvantbindning kommer att uppstå mellan trumman och fotonerna.
Kvanttrumma skapad av fysiker från Australien och Storbritannien / Imperial College London.
För närvarande spelar det in att den sågade fotonen faktiskt är på samma gång på en och en annan punkt - den antingen flyger förbi membranet utan att orsaka vibrationer i det eller träffar det. Följaktligen kommer det i vissa mätningar att slå trumman, medan det i andra inte kommer att orsaka några förändringar i det. Det vill säga trumman kommer samtidigt att vara tyst och slå, och filmen blir en makroskopisk analog av Schrödingers katt.
Kampanjvideo:
Med hjälp av dessa idéer monterade författarna till artikeln installationen och började observera filmens vibrationer med en annan laser. Som Ringbauer medger, vid rumstemperaturer liknar denna design inte riktigt en Schrödinger-trumma, men även under sådana förhållanden förekommer anomalier på dess yta som indikerar förekomsten av kvantegenskaper.
Inom en nära framtid planerar Ringbauer team att förbättra driften av laservibrationssensorer och placera en kvanttrumma i ett kylskåp, som de hoppas kommer att hjälpa till att se den verkliga Schrödingers katt för första gången.
