Учёные провели эксперимент с «котом Шредингера» на квантовом уровне

Учёные-физики двух стран, Канады и России, объединились и проследили за тем, как на макроуровне себя обнаруживают квантовые эффекты, воплотив из миллионов фотонов, связанных на уровне квантов единственной частицей света, громадного «кота Шредингера». Статья об этом исследовании есть в журнале Nature Physics.

Пресс-служба университета Калгари привела слова учёных Александра Львовского и Кристофа Саймона о том, что область их изучения – квантовая механика – далека от классических законов физики, которым подчиняются объекты такого уровня, как кот и человек, и грань между разными физическими разделами науки ещё не найдена, если она и есть. Учёные утверждают, что они пока не готовы экспериментировать с реальной кошкой, но всё постепенно идёт к этому.

Вместе с другими физиками Александр Львовский провёл опыт, аналогичный идее, выдвинутой в 1935 году Эрвином Шредингером, немецким физиком. Идея заключалась в том, что в коробку клали кота и механизм, который в неизвестный момент из-за распада атома должен был открыть колбу с ядом. Исходя из принципов квантовой физики, управляющих этим самым распадом, кот в коробке считается сразу и живым, и мёртвым, пока коробку не откроют.

В современном же эксперименте вместо живого кота используют миллион собранных фотонов, который виден человеку. На квантовом уровне этот набор фотонов остаётся связанным со своим «ядом» – единичным фотоном света, о котором ничего не известно, пока его свойства не будут изучены. Смешение и запутывание фотонов на уровне квантов смогли сделать с помощью специальной системы оптических расщепителей и фазовых пластин, которые меняли принцип работы в момент, когда менялось состояние единичного фотона, являющегося своеобразным ядом.

Учёные считают, что возможно выведение любых подобных «котов Шредингера» из атомных облаков или других типовых частиц материи. Физики, подготовившие статью для журнала, предполагают, что эксперименты в этой области помогут понять принципы работы квантовых эффектов на макроуровне и изменение этих принципов с увеличением размеров «кота».