Квантовый кот Шредингера побил рекорд выживаемости: 1400 секунд в подвешенном состоянии

Представьте себе кота, запертого в коробке. Внутри – смертельный механизм, управляемый квантовым процессом. Пока мы не откроем коробку, кот одновременно и жив, и мертв – существует в суперпозиции состояний. Это знаменитый мысленный эксперимент Шредингера, иллюстрирующий загадки квантового мира. Но что, если этот “кот” – не пушистый зверек, а 10 000 атомов, а коробка – магнитная ловушка? И что, если эта суперпозиция, столь хрупкая и недолговечная в природе, удерживается невероятные 23 минуты и 20 секунд?

Именно такой прорыв совершили ученые из Китайского научно-технического университета, установив новый мировой рекорд в области квантовой физики. Их исследование, пока ожидающее рецензирования, открывает потрясающие перспективы для высокоточных измерений, создания квантовых компьютеров и даже проверки фундаментальных физических теорий.

В своей работе ученые охладили 10 000 атомов иттербия до температуры, близкой к абсолютному нулю, и удерживали их с помощью лазера. Каждый атом был прецизионно контролируем и находился в суперпозиции двух спиновых состояний – это и есть тот самый “квантовый кот”.

Обычно квантовые суперпозиции крайне неустойчивы. В естественных условиях они “коллапсируют” в одно из возможных состояний за доли секунды. Однако в китайском эксперименте квантовый кот умудрился продержаться в подвешенном состоянии целых 1400 секунд – почти 24 минуты! Исследователи уверены, что усовершенствовав вакуумную систему, можно увеличить это время еще больше.

кот
Квантовое состояние кота длится до тех пор, пока кот пытается решить, хочет ли он остаться дома или выйти, когда вы открываете дверь.

“Это значительное достижение, – комментирует Барри Сандерс из Университета Калгари, не принимавший участия в исследовании. – Они создали устойчивое состояние квантового кота в атомной системе. Представьте себе зондирующий луч, который “толкает”, “подталкивает” и “щупает” эту систему. Наблюдая за реакцией, мы узнаем о взаимодействиях внутри неё.”

Но почему этот “квантовый кот” так важен? Дело в том, что устойчивые квантовые суперпозиции – ключ к созданию сверхчувствительных измерительных приборов. В частности, эксперимент показал, что иттербий в таком состоянии экстремально чувствителен к магнитным полям. Это открывает широкие перспективы для различных приложений, от фундаментальных исследований до создания новых технологий.

Интересно, что иттербий – не единственный элемент, способный на такое “квантовое волшебство”. Ученые предполагают, что подобные эксперименты можно проводить и с другими атомами. Это расширяет горизонты для дальнейших исследований и поиска оптимальных материалов для квантовых технологий.

Но рекорды на этом не заканчиваются. В прошлом году ученым удалось поместить в суперпозицию макроскопический объект – кристалл весом всего 16 микрограммов. Хотя он может показаться крошечным, для квантового мира это настоящий гигант. Подобные эксперименты доказывают, что границы возможного в квантовой физике постоянно расширяются.

Таким образом, китайский эксперимент с “квантовым котом” – не просто рекорд, а важный шаг вперед на пути к пониманию загадочного квантового мира. Он открывает новые возможности для развития технологий, которые еще недавно казались фантастикой. В любом случае, будущее квантовых технологий обещает быть захватывающим.

Препринт, описывающий эксперимент и его результаты, доступен на ArXiv.

Читайте также: Квантовый переворот: как реальность перестала быть реальной

этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
До начала всего живого: разгадывая тайны добиологической сложности
До начала всего живого: разгадывая тайны добиологической сложности
Гений-невротик, который понимал космос (а людей — не очень)
Гений-невротик, который понимал космос (а людей — не очень)
Ученые назвали «невероятно умное» существо, которое будет править Землей после вымирания человечества
Ученые назвали «невероятно умное» существо, которое будет править Землей после вымирания человечества
Прощай, Средиземное море? История повторяется!
Прощай, Средиземное море? История повторяется!
Почему металл кажется холоднее дерева, даже если его температура такая же?
Почему металл кажется холоднее дерева, даже если его температура такая же?
previous arrow
next arrow

Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.

Поделиться

Добавить комментарий