I fisici hanno creato il gatto più grasso di Schrödinger mai esistito

Immagina un gatto. Immagino che ti piaccia uno dal vivo. Non importa. Ti sbagli in entrambi i casi, ma hai anche ragione.

Questo è il precursore dell’esperimento mentale di Erwin Schrödinger del 1935 per descrivere gli stati quantistici.Ora, i ricercatori sono riusciti a creare il gatto grasso (cioè enorme) di Schrödinger, testando i limiti del regno quantico e dove lascia il posto al classico. Fisica.

Pertanto, l’esperimento di Schrödinger è il seguente: un gatto è in una scatola con un veleno che viene rilasciato dalla sua confezione se un atomo di una sostanza radioattiva, anch’essa presente nella scatola, decade. Poiché è impossibile sapere se una sostanza si decomporrà o meno in un dato lasso di tempo, il gatto rimane vivo e morto fino a quando la scatola non viene aperta e non viene determinata una verità oggettiva. (Puoi leggere di più sull’esperimento mentale Qui.)

Allo stesso modo, le particelle negli stati quantistici (qubit, se usati come bit in un computer quantistico) sono in uno stato di sovrapposizione quantistica (cioè “vive” e “morte”) finché non vengono misurate, a quel punto la sovrapposizione crolla. A differenza dei normali bit di computer che hanno un valore di 0 o 1, i qubit possono essere sia 0 che 1 contemporaneamente.

Ora, i ricercatori hanno reso il gatto di Schrödinger molto più pesante di quelli creati in precedenza e stanno testando le acque fangose ​​mentre il mondo della meccanica quantistica lascia il posto alla fisica classica al familiare mondo microscopico. la loro ricerca pubblicato Questa settimana su Scienza.

Al posto del gatto virtuale c’era un piccolo cristallo, posto in una sovrapposizione di due stati di oscillazione. Gli stati di oscillazione (su o giù) sono equivalenti alla situazione di vita o di morte nell’esperimento mentale di Schrödinger. Per rappresentare l’atomo è stato utilizzato un cerchio superconduttore, che è un qubit. Il team ha attaccato un campo elettrico creando un materiale al circuito, permettendo alla sua sovrapposizione di viaggiare nel cristallo. Capire?

“Mettendo in sovrapposizione i due stati di oscillazione nel cristallo, abbiamo effettivamente creato un gatto di Schrödinger del peso di 16 microgrammi”, ha affermato Yuen Zhu, fisico dell’ETH di Zurigo e autore principale dello studio, una delle università. lancio.

16 microgrammi equivalgono all’incirca alla massa di un granello di sabbia, e questo è un gatto piuttosto grasso a livello quantico. Secondo la versione, è “miliardi di volte più pesante di un atomo o di una molecola, il che lo rende il gatto quantico più grasso fino ad oggi”.

Questa non è la prima volta che i fisici hanno testato se i comportamenti quantistici possono essere osservati negli oggetti classici. L’anno scorso, una squadra diversa Hanno dichiarato di aver impigliato i tardigradianche se un certo numero di fisici ha detto a Gizmodo che l’affermazione era papavero.

Questo è un po’ diverso, poiché quest’ultimo team stava solo testando la massa di un oggetto in uno stato quantico, non il potenziale di entanglement di un organismo vivente. Anche se questo non è nei piani del team, lavorare con gruppi più grandi “ci permetterà di capire meglio perché gli effetti quantistici scompaiono nel mondo macroscopico dei gatti reali”, ha detto Zhu.

Quanto al vero confine tra i due mondi? “Nessuno lo sa”, ha scritto in una e-mail a Gizmodo Matteo Fadel, fisico dell’ETH di Zurigo e coautore del documento di ricerca. “Questa è la cosa interessante, e il motivo per cui mostrare effetti quantistici nei sistemi di guadagno di massa è così senza precedenti.”

La nuova ricerca prende il famoso esperimento mentale di Schrödinger e gli dà alcune applicazioni pratiche. Il controllo dei materiali quantistici in uno stato di sovrapposizione può essere utile in una serie di aree in cui sono richieste misurazioni molto precise; Ad esempio, aiuto Riduzione del rumore negli interferometri che misurano le onde gravitazionali.

Fadell sta attualmente studiando “se la gravità gioca un ruolo nella decoerenza degli stati quantistici, in particolare se è responsabile della transizione dal quantistico al classico come suggerito due decenni fa da Penrose”. La gravità non sembra esistere a livello subatomico e non è considerata nel Modello standard della fisica delle particelle.

Il mondo dei quanti è maturo Nuove scopertePurtroppo è pieno SconosciutoE ImpasseE Nuovi fastidiosi problemi.

Di piùGli scienziati salvano il gatto di Schrödinger