Fizyka kwantowa może być dziwnym światem, w którym rzeczy zachowują się w sposób, który początkowo może nie mieć sensu. Eksperyment myślowy „Kot Schrödingera” został zaprojektowany w celu wykazania niektórych z tych właściwości, a mianowicie, że atomy i cząsteczki mogą istnieć w dwóch różnych stanach w tym samym czasie, dopóki ktoś ich nie zajrzy. Teraz grupa naukowców wykorzystała ten paradoks kwantowy, aby uchwycić skomplikowane wewnętrzne działanie wnętrza cząsteczek bardziej szczegółowo niż kiedykolwiek wcześniej.
powiązana zawartość
- Pięć praktycznych zastosowań dla „upiornej” mechaniki kwantowej
Przez lata Kot Schrödingera był uważany za szczególnie makabryczny eksperyment myślowy. Jak pierwotnie wymyślił Erwin Schrödinger, polegało ono na włożeniu kota do zapieczętowanego pudła i zapewnieniu mu 50/50 szansy na kontakt z trującym gazem. Do momentu otwarcia skrzynki kot jest uważany zarówno za żywego, jak i martwego. Jednak w ostatnich latach naukowcy wykazali, że jest to coś więcej niż eksperyment myślowy - cząsteczki mogą nie tylko istnieć w dwóch stanach naraz, ale mogą nawet istnieć w dwóch miejscach jednocześnie, donosi Tia Ghose dla LiveScience .
Fakt ten doprowadził do kilku interesujących zmian. Naukowcy z SLAC National Accelerator Laboratory na Uniwersytecie Stanforda wykorzystali zielony laser optyczny, aby zasadniczo rozdzielić cząsteczkę jodu na jej wersje - stan podekscytowany i stan niewzbudzony. Następnie, wysyłając impulsy promieni rentgenowskich na bliźniacze molekuły, tak zwany „stan kota”, byli w stanie uchwycić obie wersje na „hologramie rentgenowskim”, pisze Jennifer Ouelette dla Gizmodo . Pisząc serię tych zdjęć, naukowcy stworzyli film poklatkowy, pisze. Opublikowali swoje wyniki na serwerze wstępnego drukowania arXiv, papierze, który został przyjęty do publikacji przez czasopismo Physical Review Letters.
„Widzimy, jak zaczyna wibrować, a dwa atomy obracają się w kierunku do siebie i od siebie, jakby dołączyła do nich sprężyna”, powiedział Phil Bucksbaum, badacz SLAC i profesor Stanford w oświadczeniu. „Jednocześnie widzimy, jak więź między atomami pęka, a atomy odlatują w pustkę. Jednocześnie widzimy, że nadal są ze sobą połączone, ale spotykają się przez pewien czas w pewnej odległości od siebie, zanim wrócą. W miarę upływu czasu wibracje zanikają, aż cząsteczka ponownie spocznie. ”
Wszystko to dzieje się w bilionach sekund, ale może prowadzić do nowych osiągnięć w badaniach kwantowych. Dzięki połączeniu wszystkich zdjęć wykonanych pulsami promieniowania rentgenowskiego naukowcy byli w stanie stworzyć bardzo szczegółowy film pokazujący oba stany jednocześnie. Naukowcy mogą nawet użyć tej techniki do tworzenia szczegółowych sekwencji na podstawie danych zebranych w poprzednich eksperymentach z fizyką kwantową, aby uzyskać wgląd w to, co dzieje się w stanie kota, informuje Ouelette.
„Nasza metoda ma fundamentalne znaczenie dla mechaniki kwantowej, dlatego chętnie wypróbujemy ją w innych małych układach molekularnych, w tym w systemach zaangażowanych w widzenie, fotosyntezę, ochronę DNA przed uszkodzeniem UV i inne ważne funkcje w organizmach żywych” - mówi Buckbaum w oświadczeniu.
Korzystając z tej techniki, naukowcy mogli wkrótce uzyskać nowy wgląd w to, jak fizyka kwantowa wpływa na systemy i procesy biologiczne.
