Maaari bang Mag-iral ang Kucing ni Schrödinger sa Tunay na Buhay?

Maaari bang Mag-iral ang Kucing ni Schrödinger sa Tunay na Buhay?
Shutterstock

Nakarating na ba kayo sa higit sa isang lugar nang sabay? Kung mas malaki ka kaysa sa isang atom, ang sagot ay hindi.

Ngunit ang mga atomo at maliit na butil ay pinamamahalaan ng mga patakaran ng mga mekanika ng kabuuan, kung saan maraming magkakaibang mga posibleng sitwasyon ay maaaring magkakasamang mabuhay nang sabay-sabay.

Ang mga Quantum system ay pinasiyahan ng tinatawag na isang "function ng alon": isang bagay sa matematika na naglalarawan sa mga posibilidad ng iba't ibang posibleng mga sitwasyong ito.

At ang magkakaibang mga posibilidad na ito ay maaaring magkasama sa paggalaw ng alon bilang tinatawag na "superposisyon" ng iba't ibang mga estado. Halimbawa, ang isang maliit na butil na umiiral sa maraming magkakaibang mga lugar nang sabay-sabay ay tinatawag nating "spatial superposition".

Ito ay lamang kapag natupad ang isang pagsukat na ang paggana ng alon ay "gumuho" at ang system ay nagtapos sa isang tiyak na estado.

Pangkalahatan, ang mga mekanika ng kabuuan ay nalalapat sa maliit na mundo ng mga atom at particle. Ang hurado ay nasa labas pa rin kung ano ang ibig sabihin nito para sa mga malalaking bagay.

Sa aming pananaliksik, nai-publish ngayon sa Optica, iminumungkahi namin ang isang eksperimento na maaaring malutas ang tinik na tanong na ito minsan at para sa lahat.


Kunin ang Pinakabagong Mula sa InnerSelf


Pusa ni Erwin Schrödinger

Noong 1930s, ang pisiko ng Austrian na si Erwin Schrödinger ay dumating kasama ang kanyang tanyag na eksperimento sa pag-iisip tungkol sa isang pusa sa isang kahon na, ayon sa mga mekaniko ng kabuuan, ay maaaring buhay at patay nang sabay.

Sa loob nito, ang isang pusa ay inilalagay sa isang selyadong kahon kung saan ang isang random na kaganapan sa kabuuan ay mayroong 50-50 pagkakataon na patayin ito. Hanggang sa mabuksan ang kahon at mapagmasdan ang pusa, ang pusa ay parehong patay at buhay na sabay

Sa madaling salita, ang pusa ay umiiral bilang isang function ng alon (na may maraming mga posibilidad) bago ito obserbahan. Kapag na-obserbahan, nagiging isang tiyak na bagay ito.


Ano ang Cat ng Schrödinger's?

Matapos ang maraming debate, ang pang-agham na pamayanan sa panahong iyon ay nagkasundo sa "Interpretasyon ng Copenhagen". Karaniwang sinasabi nito na ang mga mekanika ng kabuuan ay maaari lamang mailapat sa mga atomo at molekula, ngunit hindi mailalarawan ang mas malalaking mga bagay.

Lumabas na mali sila.

Sa nagdaang dalawang dekada o higit pa, mga pisiko ginawa kwantum nagsasaad sa mga bagay na gawa sa trilyon ng mga atom - sapat na malaki upang makita ng mata. Bagaman, mayroon ito hindi pa kasama ang spatial superposition.

Paano nagiging totoo ang isang paggana ng alon?

Ngunit paano ang paggana ng alon ay naging isang "totoong" bagay?

Ito ang tinawag ng mga physicist na "problema sa pagsukat ng kabuuan". Pinagtutuunan nito ng pansin ang mga siyentipiko at pilosopo nang halos isang daang siglo.

Kung mayroong isang mekanismo na inaalis ang potensyal para sa dami ng superposisyon mula sa mga malalaking bagay, mangangailangan ito ng kahit papaano na "nakakagambala" sa paggana ng alon - at lilikha ito ng init.

Kung ang naturang init ay natagpuan, nagpapahiwatig ito ng malakihang dami ng superposisyon ay imposible. Kung ang nasabing init ay napipintasan, malamang na ang kalikasan ay hindi alintana ang “pagiging kabuuan” sa anumang laki.

Kung ang huli ay ang kaso, sa pagsulong ng teknolohiya maaari kaming maglagay ng malalaking bagay, baka pati mga nilalang, sa mga estado ng kabuuan.

Ito ay isang paglalarawan ng isang resonator sa dami ng superposisyon. Ang pulang alon ay kumakatawan sa paggana ng alon.
Ito ay isang paglalarawan ng isang resonator sa dami ng superposisyon. Ang pulang alon ay kumakatawan sa paggana ng alon.
Christopher Baker, Author ibinigay

Hindi alam ng mga Physistist kung ano ang hitsura ng isang mekanismo na pumipigil sa malakihang mga quantum superposisyon. Ayon sa ilan, ito ay isang hindi kilalang larangan ng cosmological. Iba pa hinala ang gravity maaaring may kinalaman dito.

Nagwagi ng Nobel Prize para sa pisika ngayong taon, si Roger Penrose, naisip na maaaring ito ay isang bunga ng kamalayan ng mga nabubuhay na nilalang.

Habol sa mga paggalaw ng miniscule

Sa nakaraang dekada o higit pa, ang mga physicist ay feverishly naghahanap ng isang bakas ng halaga ng init na kung saan ay nagpapahiwatig ng isang kaguluhan sa paggalaw ng alon.

Upang malaman ito, kakailanganin namin ng isang pamamaraan na maaaring sugpuin (kasing perpekto hangga't maaari) lahat ng iba pang mapagkukunan ng "labis" na init na maaaring makarating sa isang tumpak na pagsukat.

Kakailanganin din naming panatilihin ang isang epekto na tinawag na kabuuan na "backaction" upang suriin, kung saan ang pagkilos ng pagmamasid mismo ay lumilikha ng init.

Sa aming pagsasaliksik, nakabuo kami ng ganoong isang eksperimento, na maaaring ihayag kung posible ang spatial superposition para sa mga malalaking bagay. Ang pinakamahusay mga eksperimento hanggang ngayon ay hindi nakamit ito.

Ang paghahanap ng sagot sa mga maliliit na poste na nanginginig

Ang aming eksperimento ay gagamit ng mga resonator sa mas mataas na mga frequency kaysa sa ginamit. Aalisin nito ang isyu ng anumang init mula sa ref mismo.

Tulad ng nangyari sa mga nakaraang eksperimento, kakailanganin naming gumamit ng isang ref sa 0.01 degree kelvin sa itaas ng ganap na zero. (Ang Absoloute zero ay ang pinakamababang temperatura na posible sa teoretikal).

Sa kombinasyong ito ng napakababang temperatura at napakataas ng mga frequency, ang mga panginginig sa mga resonator ay sumasailalim sa isang proseso na tinatawag na "Bose condensation".

Maaari mong larawan ito bilang ang resonator na nagiging solidong nagyeyelo na ang init mula sa ref ay hindi maaaring alugin ito, kahit na kaunti.

Gumagamit din kami ng ibang diskarte sa pagsukat na hindi tumitingin sa paggalaw ng resonator, ngunit sa dami ng enerhiya na mayroon ito. Matindi ang pagpipigil ng pamamaraang ito sa init ng backaction.

Ngunit paano natin ito gagawin?

Ang mga solong maliit na butil ng ilaw ay papasok sa resonator at bounce pabalik-balik ng ilang milyong beses, na sumisipsip ng anumang labis na enerhiya. Sa kalaunan ay iiwan nila ang resonator, dinadala ang sobrang lakas.

Sa pamamagitan ng pagsukat ng enerhiya ng mga maliliit na particle na lalabas, matutukoy natin kung mayroong init sa resonator.

Kung ang init ay naroroon, ipahiwatig nito ang isang hindi kilalang mapagkukunan (na hindi namin kontrolado) na nakabalisa sa paggana ng alon. At nangangahulugan ito na imposibleng mangyari ang superposition sa isang malaking sukat.

Ang lahat ba ay kabuuan?

Hinahamon ang iminumungkahing eksperimento. Hindi ito ang uri ng bagay na maaari mong i-set up nang basta-basta sa isang Linggo ng hapon. Maaaring tumagal ng maraming taon ng pag-unlad, milyun-milyong dolyar at isang buong bungkos ng mga dalubhasang eksperimentong pisiko.

Gayunpaman, maaari nitong sagutin ang isa sa mga pinaka-kaakit-akit na katanungan tungkol sa ating katotohanan: ang lahat ba ay kabuuan? At sa gayon, tiyak na iniisip nating sulit ang pagsisikap.

Tulad ng paglalagay ng isang tao, o pusa, sa superposition ng kabuuan - talagang walang paraan para malaman natin kung paano ito makakaapekto sa pagiging iyon.

Sa kabutihang palad, ito ang isang katanungan na hindi natin kailangang isipin, sa ngayon.Ang pag-uusap

Tungkol sa Author

Stefan Forstner, Kasamang Postdoctoral Research Fellow, Ang University of Queensland

Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

sundin ang InnerSelf sa

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

{Emailcloak = off}

MULA SA EDITOR

InnerSelf Newsletter: Oktubre 25, 2020
by InnerSelf staff
Ang "slogan" o sub-pamagat para sa website ng InnerSelf ay "Mga Bagong Saloobin --- Bagong Mga Posibilidad", at iyon mismo ang tema ng newsletter ngayong linggo. Ang layunin ng aming mga artikulo at may-akda ay upang ...
InnerSelf Newsletter: Oktubre 18, 2020
by InnerSelf staff
Sa mga araw na ito ay naninirahan tayo sa mga mini-bubble ... sa ating sariling mga tahanan, sa trabaho, at sa publiko, at posibleng sa ating sariling isipan at ng ating sariling mga emosyon. Gayunpaman, naninirahan sa isang bubble, o pakiramdam na katulad namin…
InnerSelf Newsletter: Oktubre 11, 2020
by InnerSelf staff
Ang buhay ay isang paglalakbay at, tulad ng karamihan sa mga paglalakbay, kasama ang mga tagumpay at kabiguan. At tulad ng araw na laging sumusunod sa gabi, sa gayon ang aming personal na pang-araw-araw na karanasan ay magmula sa madilim hanggang sa ilaw, at pabalik-balik. Gayunpaman,…
InnerSelf Newsletter: Oktubre 4, 2020
by InnerSelf staff
Anuman ang pinagdadaanan natin, kapwa indibidwal at sama-sama, dapat nating tandaan na hindi tayo biktima ng walang magawa. Maaari nating makuha muli ang ating kapangyarihan upang mag-ukit ng ating sariling landas at pagalingin ang ating buhay, sa espirituwal ...
InnerSelf Newsletter: Setyembre 27, 2020
by InnerSelf staff
Ang isa sa malaking lakas ng sangkatauhan ay ang aming kakayahang maging kakayahang umangkop, maging malikhain, at mag-isip sa labas ng kahon. Upang maging isang taong iba kaysa sa kahapon o noong nakaraang araw. Maaari nating baguhin ...…