Физики создали квантовый барабан по принципу кота Шредингера - «Наука»

© Imperial College LondonКвантовый барабан, созданный физиками из Австралии и БританииПодпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

МОСКВА, 18 мая — Новости Дня. Австралийские и британские ученые создали квантовый аналог барабана, который одновременно вибрирует и молчит, подобно тому как кот Шредингера одновременно жив и мертв, говорится в статье, опубликованной в New Journal of Physics.

Российские физики научились "откармливать" котов Шредингера"Для того чтобы научиться бить в барабан, нам пришлось создать специальные квантовые палочки, роль которых играют одиночные частицы света. Все это открывает дорогу для создания механического аналога кота Шредингера и проверки законов квантовой механики на макромасштабах", — заявил Мартин Рингбауэр (Martin Ringbauer) из университета Квинсленда в Брисбене (Австралия).

Кот Шредингера — объект мысленного эксперимента, который в 1935 году предложил австрийский физик Эрвин Шредингер. В эксперименте в закрытый ящик помещают кота и механизм, открывающий емкость с ядом в случае распада радиоактивного атома (что может случиться или не случиться). В соответствии с принципами квантовой физики кот одновременно и жив, и мертв.

Отсюда берет начало термин "квантовая суперпозиция" — совокупность всех состояний, в которых может одновременно находиться кот. Многие физики, в том числе и из Российского квантового центра, сейчас активно пытаются создать такого кота Шредингера, которого можно было бы увидеть невооруженным глазом.

Рингбауэр и его коллеги сделали к этому первый шаг, изучая, как одиночные частицы света взаимодействуют с очень тонкими, но видимыми пленками. Ученых интересовало, будут ли столкновения фотонов с этими мембранами порождать квантовые эффекты, нарушающие классические законы механики.

Физики создали атомного "кота Шредингера" длиной в 54 сантиметра

Как отмечает физик, при некоторых условиях одиночную частицу света можно распилить на два более тусклых, но при этом запутанных фотона. Если одну частицу направить на мембрану, а вторую — на обычное зеркало, их взаимодействие приведет к тому, что между барабаном и фотонами возникнет еще одна квантовая связь.

© Фото : Imperial College LondonКвантовый барабан, созданный физиками из Австралии и БританииКвантовый барабан, созданный физиками из Австралии и Британии

В этот момент в дело вступает то, что распиленный фотон на самом деле одновременно находится и в той, и в другой точке — он или пролетает мимо мембраны, не вызывая в ней колебаний, или же ударяется в нее. Соответственно, при некоторых измерениях он будет бить в барабан, а при других — не вызывать в нем никаких изменений. То есть барабан будет одновременно и молчать, и стучать, а пленка становится макроскопическим аналогом кота Шредингера.

Ученые смогли "разрезать" кота Шредингера на две половины

Руководствуясь этими идеями, авторы статьи собрали установку и начали наблюдать за колебаниями пленки при помощи еще одного лазера. Как признает Рингбауэр, при комнатных температурах эта конструкция не вполне похожа на барабан Шредингера, но даже в таких условиях на ее поверхности возникают аномалии, которые указывают на наличие квантовых свойств.

В ближайшее время команда Рингбауэра планирует улучшить работу лазерных датчиков колебаний и поместить квантовый барабан в холодильную установку, что, как они надеются, поможет впервые увидеть настоящего кота Шредингера.