Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / "Кота Шрёдингера" убивает гравитация
24.06.2015

"Кота Шрёдингера" убивает гравитация

Оценка: 1.0    3482 2 Наука и Технологии
13:51
Знаменитый мысленный эксперимент Эрвина Шрёдингера с котом, помещённым в непрозрачную коробку с механизмом смерти, который сработает с 50-процентной вероятностью, был сформулирован, чтобы проиллюстрировать парадоксальность понятия квантовой суперпозиции. Это явление подразумевает, что частица (кот) будет находиться сразу в нескольких состояниях одновременно (жив и мёртв) до тех пор, пока её не измерят (коробку не откроют и не посмотрят на кота).

Как правило, физики объясняют феномен того, что суперпозиция возможна в мире частиц, но невозможна с котами или другими макрообъектами, помехами от окружающей среды. Когда квантовый объект проходит сквозь поле или взаимодействует со случайными частицами, он тут же принимает всего одно состояние — как если бы его измерили. Именно так и разрушается суперпозиция, как полагали учёные.

Но даже если каким-либо образом стало возможным изолировать макрообъект, находящийся в состоянии суперпозиции, от взаимодействий с другими частицами и полями, то он всё равно рано или поздно принял бы одно-единственное состояние. По крайней мере, это верно для процессов, протекающих на поверхности Земли.

"Где-то в межзвёздном пространстве, может быть, кот и имел бы шанс сохранить квантовую когерентность, но на Земле или вблизи любой планеты это крайне маловероятно. И причина тому — гравитация", — поясняет ведущий автор нового исследования Игорь Пиковский (Igor Pikovski) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Пиковский и его коллеги из Венского университета утверждают, что гравитация оказывает разрушительное воздействие на квантовые суперпозиции макрообъектов, и потому мы не наблюдаем подобных явлений в макромире. Базовая концепция новой гипотезы, к слову, кратко изложена в художественном фильме "Интерстеллар".

Эйнштейновская общая теория относительности гласит, что чрезвычайно массивный объект будет искривлять вблизи себя пространство-время. Рассматривая ситуацию на более мелком уровне, можно сказать, что для молекулы, помещённой у поверхности Земли, время будет идти несколько медленнее, чем для той, что находится на орбите нашей планеты.

Из-за влияния гравитации на пространство-время молекула, попавшая под это влияние, испытает отклонение в своём положении. А это, в свою очередь, должно повлиять и на её внутреннюю энергию — колебания частиц в молекуле, которые изменяются с течением времени. Если молекулу ввести в состояние квантовой суперпозиции двух локаций, то соотношение между положением и внутренней энергией вскоре заставило бы молекулу "выбрать" только одну из двух позиций в пространстве.

"В большинстве случаев явление декогеренции связано с внешним влиянием, но в данном случае внутреннее колебание частиц взаимодействует с движением самой молекулы", — поясняет Пиковский.

Этот эффект пока что никто не наблюдал, поскольку другие источники декогеренции, такие как магнитные поля, тепловое излучение и вибрации, как правило, гораздо сильнее, и вызывают разрушение квантовых систем задолго до того, как это сделает гравитация. Но экспериментаторы стремятся проверить высказанную гипотезу.

Маркус Арндт (Markus Arndt), физик-экспериментатор из Венского университета, проводит опыты по наблюдению квантовой суперпозиции у макроскопических объектов. Он посылает небольшие молекулы в интерферометр, фактически предоставляя частице "выбор", какой дорогой пойти. С точки зрения классической механики молекула может пройти только одним путём, но квантовая молекула может пройти сразу двумя путями, интерферируя сама с собой и создавая характерный волнообразный рисунок.

Подобная установка также может быть использована для проверки способности гравитации разрушать квантовые системы. Для этого необходимо будет сравнить вертикальный и горизонтальный интерферометры: в первом суперпозиция должна будет вскоре исчезнуть из-за растяжения времени на разных "высотах" пути, тогда как во втором квантовая суперпозиция может и сохраниться.

Арндт уже провёл эксперимент с молекулами, состоящими из 810 атомов, и сообщил, что подобные сложные молекулы идеально подходят для тестирования гипотезы, так как в их составе присутствует большое количество частиц, способствующих изменению внутренней энергии. Но для полноценного проведения подобного опыта потребуется сведение на нет влияния любых внешних эффектов среды, которые разрушат квантовую систему до того, как это сделает гравитация.

Результаты теоретического исследования описаны в статье журнала Nature Physics.

 


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 2

0  
Alexei2012 24.06.2015 15:18 [Материал]
biggrin Не знания факта? Уже которое поколение физиков «борется» с котом Шредингера. И без особого результата. Ближе всего «подошли» физики утверждающие, что при каждом изменении квантового состояния «отщепляется» новая вселенная. В которой есть Миры параллельные нашему. И «кот» в одном Мире жив, а в другом мертв. И никакой мистики. И очередные попытки «справится с котом» ( http://www.newscientist.com/article....l?page= 1#.VYfns_ntlHw ) не принесут результата. Но не только «кот» вводит в «пессимизм» «научную общественность». Все чаще раздаются голоса – нечего тратить деньги на пустые глупости – инопланетяне там или какую-то «темную материю».
( http://www.newscientist.com/article....r.html# .VYfk4fntlHw ). . Более того, даже все чаще появляются «мысли», что даже само понятие пора отправить на свалку, – “Вселенная”. По мнению, например, проф. MIT Ллойда, мы привыкли считать, что Вселенная – нечто познаваемое (хотя бы принципиально), и от этого наивного представления пришло время отказаться, наша “вселенная” – всего лишь один из громадного числа пузырей. И с каждым наблюдателем связана его собственная вселенная. И не исключено, что нам придется привыкнуть к мысли, что есть “моя вселенная” и есть “твоя вселенная”, но нет никакой нашей Вселенной”, – пишет другой физик - Гефтер. Так что у кого-то во Вселенной кот жив, а у другого, в его Вселенной, кот мертв. biggrin
+2  
Nebilung 24.06.2015 14:45 [Материал]
"Это явление подразумевает, что частица (кот) будет находиться сразу в нескольких состояниях одновременно (жив и мёртв) до тех пор, пока её не измерят (коробку не откроют и не посмотрят на кота)."
Сам кот, будет точно только в одном состоянии, а в двух состояниях он будет в головах экспериментаторов, другими словами в виртуальном, придуманном, пространстве этих самых экспериментаторов.
О какой неопределенности может быть речь?, только о неопределенности в силу незнания факта.
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Тайны и загадки древних цивилизаций: что погубило древние цивилизации?
Как правильно выразился по этому поводу Эрнст Мулдашев: они возгордились. Поддерживаю (от Проводник)
На Кипре впервые обнаружили гигантских кусачих водных клопов
Люди их затащили по безалаберности или специально. Зачем бы им лететь, если до сих пор не перелетали (от Проводник)
Рептилоиды: живущие под землей
Людям "пудрят мозги" хорошо подобранной ложью. (от Проводник)
Археологи выяснили, что амазонки-воительницы из греческим мифов жили на древнем Кавказе
Отрывок из румынской поэмы где тоже упоминается амазонка. ГРУЯ, НОВАК
И ДИКАЯ ДЕВА-БОГАТЫРША. (от Везунчик)

Археологи выяснили, что амазонки-воительницы из греческим мифов жили на древнем Кавказе
Немного на детей похожи? А если так :
Богатырша дика.
Ну, и сколь велика?
С пол (от Везунчик)