Físicos criam o gato de Schrödinger mais gordo de todos os tempos

Imagine um gato. Eu suponho que você gosta de um ao vivo. Não importa. Você está errado de qualquer maneira – mas também está certo.

Este é o precursor do experimento mental de Erwin Schrödinger para descrever estados quânticos de 1935. Agora, os pesquisadores conseguiram criar o gato gordo (ou seja, enorme) de Schrödinger, testando os limites do reino quântico e onde ele dá lugar ao clássico. Física.

Assim, o experimento de Schrödinger é o seguinte: um gato está em uma caixa com um veneno que é liberado de sua embalagem se um átomo de uma substância radioativa, também presente na caixa, decair. Como é impossível saber se uma substância se decompõe ou não em um determinado período de tempo, o gato permanece vivo e morto até que a caixa seja aberta e alguma verdade objetiva seja determinada. (Você pode ler mais sobre o experimento mental aqui.)

Da mesma forma, as partículas em estados quânticos (qubits, se usados ​​como bits em um computador quântico) estão em um estado de superposição quântica (ou seja, “vivas” e “mortas”) até serem medidas, ponto em que a superposição entra em colapso. Ao contrário dos bits de computador comuns que têm um valor de 0 ou 1, os qubits podem ser 0 e 1 ao mesmo tempo.

Agora, os pesquisadores tornaram o gato de Schrödinger muito mais pesado do que os criados anteriormente e estão testando as águas lamacentas à medida que o mundo da mecânica quântica dá lugar à física clássica para o familiar mundo microscópico. suas pesquisas Publicados Esta semana na Ciência.

No lugar do gato virtual havia um pequeno cristal, colocado em uma superposição de dois estados de oscilação. Os estados de oscilação (para cima ou para baixo) são equivalentes à situação de vida ou morte no experimento mental de Schrödinger. Um círculo supercondutor, que é um qubit, foi usado para representar o átomo. A equipe anexou um campo elétrico criando um material ao circuito, permitindo que sua superposição viajasse para o cristal. Capish?

“Ao colocar os dois estados de oscilação no cristal em superposição, criamos efetivamente um gato de Schrödinger pesando 16 microgramas”, disse Yuen Zhu, físico da ETH Zurich e principal autor do estudo, uma das universidades. lançar.

16 microgramas é aproximadamente equivalente à massa de um grão de areia, e isso é um gato bem gordo no nível quântico. De acordo com a versão, é “bilhões de vezes mais pesado que um átomo ou uma molécula, o que o torna o gato quântico mais gordo até hoje”.

Esta não é a primeira vez que os físicos testam se os comportamentos quânticos podem ser observados em objetos clássicos. No ano passado, uma equipe diferente Eles declararam que haviam emaranhado tardígradosembora vários físicos tenham dito ao Gizmodo que essa afirmação era papoula.

Isso é um pouco diferente, já que a última equipe estava apenas testando a massa de um objeto em um estado quântico, não o potencial de emaranhamento de um organismo vivo. Embora isso não esteja nos planos da equipe, trabalhar com grupos maiores “nos permitirá entender melhor por que os efeitos quânticos desaparecem no mundo macroscópico dos gatos reais”, disse Zhu.

Quanto à fronteira real entre os dois mundos? “Ninguém sabe”, escreveu Matteo Fadel, físico da ETH Zurich e coautor do trabalho de pesquisa, em um e-mail ao Gizmodo. “Isso é interessante e a razão pela qual mostrar efeitos quânticos em sistemas de ganho de massa é tão sem precedentes”.

A nova pesquisa pega o famoso experimento mental de Schrödinger e dá a ele algumas aplicações práticas. O controle de materiais quânticos em um estado de superposição pode ser útil em várias áreas onde são necessárias medições muito precisas; Por exemplo, ajuda Redução de ruído em interferômetros que medem ondas gravitacionais.

Fadell está atualmente estudando “se a gravidade desempenha um papel na decoerência dos estados quânticos, especificamente se ela é responsável pela transição do quântico para o clássico, conforme sugerido há duas décadas por Penrose”. A gravidade não parece existir no nível subatômico e não é contabilizada no Modelo Padrão da física de partículas.

O Reino Quântico está pronto Novas descobertasInfelizmente está cheio DesconhecidoE ImpasseE Novos problemas irritantes.

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