Физики сфотографировали кота шредингера
Физики из Вены и Нью-Йорка впервые продемонстрировали снимки камеры, когда последняя не видела оригинал изображения. Визуализация, сделанная аппаратом при помощи трафарета и лазеров, имеет форму кошек и символически напоминает о квантовом эффекте кота Шредингера.
Результаты своих исследований ученые опубликовали в журнале Nature, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте National Geographic.
Кот Шредингера как результат деструктивной и
конструктивной квантовой интерференции
Фото: Gabriela Barreto Lemos
В своей работе ученым удалось использовать свойство квантовой запутанности (нелокальности), чтобы в очередной раз продемонстрировать мысленный эксперимент Шредингера. Сущность квантового явления заключается в том, что невозможно определить, жив или мертв кот (в классическом смысле), не открыв ящик, в котором он заперт.
Согласно квантовой механике (зависимой от интерпретаций), открытие ящика (проведение процедуры измерения) меняет состояние кота и наблюдатель видит животное уже не в том состоянии, в каком он был ранее. С квантовой точки зрения, кот находился в состоянии, определяемом наложением (суперпозицией) состояний, описывающих живого и мертвого кота.
В эксперименте ученые запутали фотоны от изображения предмета в форме кота с другими квантами света. Последние, в силу квантовой нелокальности, тем не менее показали первоначальное изображение кота от первой группы частиц.
Особенностью подхода специалистов было использование пары лазерных пучков света с двумя разными длинами волн (например, красного и желтого или синего и желтого).
Для создания оригинального изображения кота ученые использовали трафарет с формами этого животного. Как отмечают физики, они «не открыли новой науки, но аккуратно продемонстрировали старую».
Явление, показанное учеными, не имеет классических аналогов. В квантовом мире ситуация другая: запутанность предполагает, что подсистемы ранее единой системы после разнесения их на расстояния друг от друга продолжают испытывать взаимное влияние.
Обсуждение вопроса о том, как соотносятся принцип локальности и запутанность, принимает различные формы и зависит от интерпретации квантовой механики.
Ученые подали заявку на патент установки, созданной в ходе их эксперимента. Физики предположили, что способ визуализации запутанных фотонов с помощью двухцветных волн может найти применение в медицине для создания четких изображений поврежденных тканей, не подвергая последние воздействию вредной радиации, или производстве кремниевых чипов.
