Fisikawan membuat kucing tergemuk Schrödinger yang pernah ada

Bayangkan seekor kucing. Saya berasumsi Anda menyukai yang hidup. Tidak masalah. Bagaimanapun juga Anda salah – tetapi Anda juga benar.

Ini adalah pendahulu dari eksperimen pemikiran Erwin Schrödinger pada tahun 1935 untuk menggambarkan keadaan kuantum.Sekarang, para peneliti telah berhasil menciptakan kucing gemuk (yaitu besar) Schrödinger, menguji batas alam kuantum dan di mana ia memberi jalan ke klasik. Fisika.

Jadi, eksperimen Schrödinger adalah sebagai berikut: seekor kucing berada di dalam kotak dengan racun yang dilepaskan dari kemasannya jika atom zat radioaktif, yang juga ada di dalam kotak, meluruh. Karena tidak mungkin untuk mengetahui apakah suatu zat akan terurai atau tidak dalam jangka waktu tertentu, kucing tetap hidup dan mati sampai kotak dibuka dan beberapa kebenaran obyektif ditentukan. (Anda dapat membaca lebih lanjut tentang eksperimen pikiran Di Sini.)

Dengan cara yang sama, partikel dalam keadaan kuantum (qubit, jika digunakan sebagai bit dalam komputer kuantum) berada dalam keadaan superposisi kuantum (yaitu “hidup” dan “mati”) hingga diukur, pada titik mana superposisi runtuh. Tidak seperti bit komputer biasa yang memiliki nilai 0 atau 1, qubit dapat bernilai 0 dan 1 sekaligus.

Sekarang, para peneliti telah membuat kucing Schrödinger jauh lebih berat daripada yang dibuat sebelumnya, dan sedang menguji air berlumpur saat dunia mekanika kuantum memberi jalan kepada fisika klasik ke dunia mikroskopis yang sudah dikenal. penelitian mereka diterbitkan Minggu ini di Sains.

Di tempat kucing virtual ada kristal kecil, ditempatkan di superposisi dua keadaan osilasi. Status osilasi (naik atau turun) setara dengan situasi hidup atau mati dalam eksperimen pemikiran Schrödinger. Lingkaran superkonduktor, yang merupakan qubit, digunakan untuk mewakili atom. Tim memasang medan listrik yang menciptakan material ke sirkuit, memungkinkan superposisi untuk melakukan perjalanan ke dalam kristal. Kapten?

“Dengan menempatkan dua keadaan osilasi dalam kristal dalam superposisi, kami telah secara efektif menciptakan kucing Schrödinger dengan berat 16 mikrogram,” kata Yuen Zhu, fisikawan di ETH Zurich dan penulis utama studi tersebut, salah satu universitas. meluncurkan.

16 mikrogram kira-kira setara dengan massa sebutir pasir, dan itu adalah kucing yang cukup gemuk pada tingkat kuantum. Menurut versinya, itu “miliaran kali lebih berat daripada atom atau molekul, yang menjadikannya kucing kuantum paling gemuk hingga saat ini.”

Ini bukan pertama kalinya fisikawan menguji apakah perilaku kuantum dapat diamati pada objek klasik. Tahun lalu, tim yang berbeda Mereka menyatakan bahwa mereka telah menjerat tardigradesmeskipun sejumlah fisikawan memberi tahu Gizmodo bahwa klaim itu opium.

Ini sedikit berbeda, karena tim terakhir hanya menguji massa suatu objek dalam keadaan kuantum, bukan potensi keterikatan organisme hidup. Meskipun ini tidak ada dalam rencana tim, bekerja dengan kelompok yang lebih besar akan memungkinkan kita untuk lebih memahami mengapa efek kuantum menghilang di dunia makroskopis kucing nyata, kata Zhu.

Adapun batas nyata antara dua dunia? “Tidak ada yang tahu,” tulis Matteo Fadel, fisikawan di ETH Zurich dan salah satu penulis makalah penelitian, dalam email ke Gizmodo. “Itulah hal yang menarik, dan alasan mengapa menunjukkan efek kuantum dalam sistem perolehan massa sangat belum pernah terjadi sebelumnya.”

Penelitian baru ini menggunakan eksperimen pemikiran Schrödinger yang terkenal dan memberikannya beberapa aplikasi praktis. Mengontrol material kuantum dalam keadaan superposisi dapat berguna di sejumlah area di mana diperlukan pengukuran yang sangat tepat; Misalnya, bantuan Pengurangan kebisingan dalam interferometer yang mengukur gelombang gravitasi.

Fadell saat ini sedang mempelajari “apakah gravitasi berperan dalam dekoherensi keadaan kuantum, khususnya apakah gravitasi bertanggung jawab atas transisi dari kuantum ke klasik seperti yang disarankan dua dekade lalu oleh Penrose.” Gravitasi tampaknya tidak ada pada tingkat subatomik dan tidak diperhitungkan dalam Model Standar fisika partikel.

Dunia kuantum sudah matang Penemuan baruSayangnya, itu penuh Tidak dikenalDan KebuntuanDan Masalah baru yang mengganggu.

lagiIlmuwan menyelamatkan kucing Schrödinger