Физики приблизились к созданию кота Шредингера

Международный коллектив физиков разработал установку, которая способна удерживать на лету наночастицы алмазов при помощи луча лазера и при этом заставлять их светиться, что позволит использовать такие камни для создания своеобразного аналога знаменитого кота Шредингера, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

"Мы показали, что мы можем управлять состоянием спина электрона в атоме азота внутри таких левитирующих алмазов. Если мы сможем полностью остановить колебания самого алмаза, то это позволит нам одновременно "тянуть" спин электрона вверх и вниз, что заставит алмаз находиться сразу в двух местах одновременно. Подобный любопытный феномен, который мы называем макроскопической версией кота Шредингера, крайне интересен для изучения", - заявил Леви Нойкирх из университета Рочестера (США).

Кот Шредингера является "участником" мысленного эксперимента, который был предложен австрийским физиком Эрвином Шредингером в 1935 году, в ходе которого в закрытый ящик помещаются кот и механизм, открывающий емкость с ядом при распаде радиоактивного атома (которое может случиться или не случиться). В соответствии с принципами квантовой физики кот является одновременно и живым, и мертвым. Отсюда берет свое начало термин "квантовая запутанность".

Нойкирх и его коллеги очень близко подошли к осуществлению подобного эксперимента, экспериментируя с наноалмазами, внутри которых есть необычный дефект – единичное вкрапление в виде атома азота. Сегодня такие драгоценные камни широко используются в экспериментах по созданию квантовых компьютеров, так как спином электронов в них довольно легко оперировать.

Ранее физики из Рочестера заметили, что подобные алмазы можно заставить парить в воздухе при помощи лазерного луча. Это было не совсем то, что хотели получить ученые – они пытались оградить наночастицу от любых механических взаимодействий с окружающей средой, в том числе от столкновений с молекулами воздуха.

В новой порции экспериментов группа Нойкирха смогла заставить созданную ими "лазерную клетку" работать в условиях вакуума и научилась "тормозить" колебания алмаза внутри нее до такой степени, что его движениями будут управлять только законы квантовой физики. Это делает возможным не только создание аналога кота Шредингера, но и дает ученым возможность управлять состоянием квантовых систем при помощи механического воздействия на них.

Главной проблемой в этих экспериментах было то, что алмазы разрушались при попадании в вакуум буквально через доли секунды после начала эксперимента. Авторы статьи попытались решить ее простым способом - они "обернули" наночастицы в оболочку из кремния, что, однако, не уберегло их от испарения.

Пока физики не знают, как заставить драгоценные камни не самоуничтожаться при попадании в вакуум, однако они уверены, что им удастся справиться с этой задачей в ближайшие недели и месяцы, и создать первого "алмазного" и макроскопического кота Шредингера на Земле.

Другие новости по теме

Физики создали "кота Шредингера" длиной в полметра Подобные "коты Шредингера" могут пригодиться для проверки теории относительности Эйнштейна.

"Кота Шредингера" сняли на видео Ученым впервые удалось отследить состояние кота Шредингера на примере внутреннего устройства молекулы.

Молекулы кота Шредингера сняли на видео Ученым впервые удалось отследить состояние кота Шредингера на примере внутреннего устройства молекулы.

Кота Шредингера молекул сняли на видео Ученым впервые удалось отследить состояние кота Шредингера на примере внутреннего устройства молекулы.

Ученые доказали возможность телепортации "памяти" организма Физики провели опыт телепортации с живым организмом, создав аналог кота Шредингера.