Исследован эффект кота Шредингера

Международные группы ученых объяснили сложности обнаружения квантовых эффектов.

Существуют ли параллельные вселенные? И сможем ли мы их увидеть? Это одни из множества волнующих вопросов о квантовой физике. Ученые из университета Калгари, университета Ватерлоо в Канаде и Женевского университета в Швейцарии опубликовали работу в издании Physical Review Letters, объясняющую, почему мы обычно не видим физические эффекты квантовой механики.

«Квантовая физика удивительно хорошо действует в микроскопическом масштабе, но когда дело доходит до больших размеров, очень непросто точно сосчитать все фотоны», сказал один из ведущих авторов доктор Кристофер Саймон.

Известно, что квантовые системы весьма хрупкие. Когда фотон взаимодействует со средой, достаточно даже крошечного бита, чтобы разрушить суперпозицию. Суперпозиция — это один из фундаментальных принципов квантовой физики, который гласит, что системы могут существовать во всевозможных состояниях одновременно. Однако в момент измерения мы получаем данные лишь по одному из них.

Этот эффект известен как декогеренция. Он был весьма интенсивно изучен в ходе прошлых нескольких десятилетий. Идея декогеренции была предложена Эрвином Шредингером, одним из отцов-основателей квантовой физики, на примере известного кошачьего парадокса: кот в коробке, по его словам, может быть одновременно и мертвым, и живым. А человек, который заглянул в коробку, увидит либо строго мертвое, либо исключительно живое животное.

Но, по словам авторов, оказывается, что декогеренция — это не единственная причина, почему так сложно увидеть квантовые эффекты. Исследование квантовых эффектов требует точных измерений. Саймон с коллегами изучили конкретный пример такого «кота» с помощью специфического квантового состояния, включающего существенное число фотонов.

«Мы показали, что для того, чтобы увидеть природу этого состояния, необходимо суметь подсчитать в нем точное число фотонов», заявил Саймон в заключение. «Это становится все более трудным, когда общее число фотонов увеличивается».

19.12.2011