นักฟิสิกส์สามารถบันทึกแมวของชโรดิงเงอร์ได้จริงหรือ?

Pin
Send
Share
Send

อาจมีความหวังสำหรับแมวที่มีชื่อเสียงที่สุดในวิชาฟิสิกส์แมวของSchrödinger

ในการทดลองความคิดที่แปลกประหลาดเป็นสัญลักษณ์ของสถานะแปลก ๆ ของอนุภาคอะตอมในฟิสิกส์ควอนตัมแมวที่ถูกกักขังอยู่ในกล่องนั้นมีทั้งที่ตายแล้วและมีชีวิตอยู่จนกว่าจะเปิดกล่องตรงจุดที่แมวทั้งสองตกลงมาตาย

ครั้งหนึ่งเคยคิดว่าช่วงเวลาแห่งความจริงนี้เกิดขึ้นทันทีและคาดเดาไม่ได้อย่างสมบูรณ์ แต่ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 3 มิถุนายนในวารสาร Nature นักฟิสิกส์ของเยลสามารถดูแมวของSchrödingerในการดำเนินการทำนายชะตากรรมของแมวและช่วยแมวจากความตายก่อนวัยอันควร

ด้วยการค้นพบใหม่นี้นักฟิสิกส์สามารถ "หยุดกระบวนการและคืนแมวให้กลับสู่สภาพเดิม" Michel Devoret นักฟิสิกส์ที่ Harvard และหนึ่งในผู้ร่วมเขียนการศึกษากล่าวกับ Live Science

ในวิชาฟิสิกส์แมวของSchrödingerเป็นการทดลองทางความคิดที่แมวถูกขังอยู่ในกล่องที่มีอนุภาคที่มีโอกาส 50-50 ในการสลายตัว หากอนุภาคสลายตัวแมวจะตาย มิฉะนั้นแมวจะมีชีวิตอยู่ อย่างไรก็ตามจนกว่าคุณจะเปิดกล่องคุณไม่ทราบว่าเกิดอะไรขึ้นกับแมวดังนั้นเขาจึงอยู่ในสถานะซ้อนทับของทั้งรัฐที่ตายแล้วและยังมีชีวิตอยู่เช่นเดียวกับอิเล็กตรอนและอนุภาคย่อยของอะตอมอื่น ๆ พร้อมกันในหลายรัฐ ระดับ) จนกว่าพวกเขาจะสังเกตเห็น เมื่ออนุภาคถูกสังเกตและสุ่มเลือกที่จะครอบครองเพียงหนึ่งระดับพลังงานก็จะเรียกว่าการกระโดดควอนตัม แต่เดิมนักฟิสิกส์คิดว่าการกระโดดควอนตัมเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นทันทีและไม่ต่อเนื่อง: กะเทย! และทันใดนั้นอนุภาคก็อยู่ในสถานะหนึ่งหรืออีกสถานะหนึ่ง

แต่ในปี 1990 นักฟิสิกส์หลายคนเริ่มสงสัยว่าอนุภาคนั้นเดินตามเส้นทางเชิงเส้นเมื่อพวกเขากระโดดก่อนที่จะเข้าสู่สถานะสุดท้าย ในเวลานั้นนักฟิสิกส์ไม่มีเทคโนโลยีในการสังเกตวิถีเหล่านั้นโทดด์บรูนนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียกล่าวซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว นั่นคือสิ่งที่ Devoret และผู้เขียนร่วมของเขาเข้ามา

นักฟิสิกส์ของเยลฉายแสงเจิดจ้าที่อะตอมและสังเกตว่าแสงกระจัดกระจายเมื่อกระโดดควอนตัมเกิดขึ้นได้อย่างไร พวกเขาพบว่าการกระโดดควอนตัมนั้นต่อเนื่องมากกว่าที่จะไม่ต่อเนื่องและกระโดดไปสู่ระดับพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องที่แตกต่างกันที่จัดไว้สำหรับเส้นทาง "บิน"

เมื่อนักฟิสิกส์รู้สถานะเฉพาะที่อะตอมเข้าหาพวกเขาก็สามารถย้อนกลับการบินนั้นได้โดยการใช้แรงในทิศทางที่ถูกต้องด้วยความแข็งแกร่งที่ถูกต้องนักเขียนนำและ Zlatko Minev นักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยเยลกล่าว การระบุประเภทของการกระโดดอย่างถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการกลับเที่ยวบินได้สำเร็จเขาเสริม “ มันเป็นสิ่งที่ล่อแหลมมาก” Minev บอกกับ Live Science

นักฟิสิกส์บางคนเช่นบรูนไม่แปลกใจกับการค้นพบ: "นี่ไม่แตกต่างจากสิ่งที่ทุกคนคาดการณ์ไว้" บรู๊นบอกวิทยาศาสตร์สด "สิ่งที่น่าสนใจคือพวกมันทำการทดลอง"

การค้นพบครั้งใหม่นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับศูนย์วิจัยเช่น Laser Interferometer Gravitational-Observatory (LIGO) ซึ่งนักฟิสิกส์สังเกตคลื่นความโน้มถ่วง Devoret กล่าว ที่สิ่งอำนวยความสะดวกการวิจัยเหล่านี้ความไม่แน่นอนของอนุภาคที่เรียกว่าเสียงควอนตัมเป็นความหายนะของความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ในการทำการวัดที่แม่นยำ

“ ตามที่นักฟิสิกส์ชอบพูดด้วยเสียงควอนตัมแม้แต่พระเจ้าก็ไม่สามารถรู้ได้ว่าคุณจะวัดอะไร” Devoret กล่าว เมื่อใช้การวิจัยนักฟิสิกส์สามารถ "ปิด" เสียงควอนตัมและทำการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น

อนุภาคและชะตากรรมของแมวSchrödingerจะไม่สามารถคาดเดาได้ในระยะยาว Devoret กล่าว เขาและการค้นพบหลักของผู้ร่วมเขียนคือชะตากรรมของพวกเขาสามารถสังเกตและทำนายได้เมื่อเกิดขึ้น

“ มันเหมือนกับการระเบิดของภูเขาไฟ” Devoret อธิบาย“ มันไม่สามารถคาดเดาได้ในระยะยาว แต่ในระยะสั้นคุณจะเห็นได้ว่าใครจะปะทุ”

Pin
Send
Share
Send