Квантовата физика може да бъде странен свят, в който нещата се държат по начини, които първоначално може да нямат смисъл. Мисловният експеримент „Котката на Шрьодингер“ е предназначен да демонстрира някои от тези свойства, а именно, че атомите и молекулите могат да съществуват едновременно в две различни състояния, докато някой не погледне към тях. Сега група изследователи са използвали този квантов парадокс, за да заснемат сложните вътрешни действия на вътрешностите на молекулите по-подробно от всякога.
Свързано съдържание
- Пет практически приложения за „Spooky“ квантова механика
Години наред котката на Шрьодингер се смяташе за особено ужасен мисловен експеримент. Както първоначално беше разработено от Ервин Шрьодингер, тя включваше поставяне на котка в запечатана кутия и даване на шанс 50/50 да бъде изложена на отровен газ. До отварянето на кутията котката се счита за жива и мъртва. През последните години обаче изследователите показват, че това е нещо повече от мислен експеримент - не само че частиците могат да съществуват в две състояния наведнъж, но дори могат да съществуват на две места едновременно, съобщава Tia Ghose за LiveScience .
Този факт доведе до някои интересни развития. Учени от Националната ускорителна лаборатория на Университета Станфорд използваха зелен оптичен лазер, за да разделят йодна молекула на версии на себе си - възбудено и невъзбудено състояние. Тогава, пускайки импулси от рентгенови лъчи към молекулите близнаци, така нареченото "котешко състояние", те успяха да уловят и двете версии в "рентгенова холограма", пише Дженифър Оулет за Gizmodo . Струпвайки заедно серия от тези изображения, изследователите създадоха видео със стоп-движение, пише тя. Те публикуваха резултатите си на сървъра за предварително отпечатване на arXiv - хартия, която оттогава е приета за публикуване от списанието Physical Review Letters.
„Виждаме, че започва да вибрира, като двата атома се отклоняват един към друг и се отдалечават така, както са били съединени от пружина“, казва Фил Баксбаум, изследовател на SLAC и професор от Станфорд. „В същото време виждаме, че връзката между атомите се разрушава и атомите излитат в празнотата. Едновременно с това ги виждаме все още свързани, но висящи за известно време на известно разстояние един от друг, преди да се придвижват обратно. С течение на времето ние виждаме вибрациите да умират, докато молекулата отново се успокои. “
Всичко това се случва в трилионна част от секундата, но може да доведе до нови развития в квантовите изследвания. Чрез зашиването на всяка снимка, направена от рентгеновите импулси заедно, учените успяха да създадат високо детайлен филм, показващ и двете състояния едновременно. Изследователите дори могат да използват тази техника за създаване на подробни последователности от данни, събрани в минали експерименти с квантова физика, за да получат още един поглед върху случващото се в състоянието на котка, съобщава Ouelette.
„Нашият метод е основен за квантовата механика, така че ние сме нетърпеливи да го опитаме на други малки молекулни системи, включително системи, участващи в зрението, фотосинтезата, защита на ДНК от UV увреждания и други важни функции в живите същества“, казва Buckbaum в изявление.
Използвайки тази техника, изследователите скоро биха могли да получат нова представа за това как квантовата физика влияе на биологичните системи и процеси.
