В Nature деликатно пишут, что «Кот Шрёдингера немного поправился»

В Nature деликатно пишут, что «Кот Шрёдингера немного поправился», - физики из Венского университета создали самую большую в истории суперпозицию — квантовое состояние, в котором объект существует одновременно в множестве возможных местоположений.

«Немного», - в общем да, эта суперпозиция в десять раз больше предыдущего рекорда. Исследователи раздобыли 7000 атомов металлического натрия, разделили их на кластеры шириной около 8 нанометров, расположенные в суперпозиции различных мест, каждое из которых находилось на расстоянии 133 нанометров друг от друга. «Вместо того чтобы проноситься через экспериментальную установку, как бильярдный шар, каждый крупный кластер вел себя как волна, распространяясь в суперпозицию пространственно различных траекторий, а затем интерферируя, создавал узор, который наблюдали исследователи» - понятней, чем в Nature, мне не объяснить.

Скромно добавлю, что вопрос о размерах Кота Шредингера – фундаментальный для научной картины мира, - и у ученых пока ответа на него нет. Где находится переход между квантовым и классическим миром? Квантовая теория не устанавливает пределов для размеров суперпозиции, но обычные коты явно не ведут себя квантовым образом.

А что насчет объектов поменьше, - например, молекулы белка или вирусной частицы? В этом эксперименте объекты как раз примерно такой массы. И их поместили в состояние суперпозиции, - то есть, для кластеров такого размера квантовая механика по-прежнему верна, и в квантовых обстоятельствах они ведут себя как квантовые коты, а не как обычные.

Сейчас многие физики работают над увеличением размера систем, способных на квантово-механические эффекты. Иногда такие системы удается создать: например, лазеры или сверхпроводимость. Недаром за демонстрацию одного из таких макроскопических квантовых эффектов, квантового туннелирования, в 2025 году дали Нобелевку по физике. Уже писал о том, что построить квантовый компьютер – значит, тоже масштабировать квантовые эффекты, увеличить их хотя бы до размеров кота. Быть может, эти практические усилия в итоге помогут разрешить старый спор физиков о том, как классический, повседневный мир возникает из лежащего в его основе квантового мира.

Теперь эта же команда взялась за вирусы, чтобы ввести их в суперпозицию в той же экспериментальной установке. Некоторые вирусы имеют схожий размер с кластерами, но они хрупкие и распадаются в самый ответственный момент, что затрудняет проведение эксперимента, но не делает его невозможным, – исследователи надеются, что тогда квантовая тема заиграет совсем по-новому.

Резюмирую для заголовков: скоро, возможно, у нас появится то, о чем все давно мечтали – квантовые вирусы в суперпозиции! ))

Фотография - Дмитрий Зверев, Тбилиси

Источник: vk.com

Комментарии: