Fizikas slavenākajam nolemtajam kaķim Šrēdingera kaķim var būt daudz cerību.
Dīvainā domāšanas eksperimentā, kas simbolizē dīvaino subatomisko daļiņu stāvokli kvantu fizikā, kaķis, kas norobežots pie kastes, ir gan miris, gan dzīvs, līdz kaste tiek atvērta, un šajā brīdī kaķis vai nu nokrīt miris, vai laimīgi atdalās.
Kādreiz tika uzskatīts, ka šis patiesības brīdis ir acumirklīgs un pilnīgi neparedzams. Bet pētījumā, kas publicēts 3. jūnijā žurnālā Nature, Jēlas fiziķi spēja novērot Šrēdingera kaķi darbībā, paredzēt kaķu likteni un pat izglābt kaķi no nelaikā nāves.
Ar šo jauno atradumu fiziķi spēja "apturēt procesu un atgriezt kaķi dzīvā stāvoklī", portālam Live Science pastāstīja Hārvarda fiziķis Mišels Devorets un viens no pētījuma līdzautoriem.
Fizikā Šrēdingera kaķis ir domāts eksperiments, kurā kaķis tiek ieslodzīts kastē ar daļiņu, kurai ir 50-50 iespēja sabrukt. Ja daļiņa sabojājas, kaķis nomirst; pretējā gadījumā kaķis dzīvo. Kamēr jūs neatverat lodziņu, jums nav ne mazākās nojausmas, kas notika ar kaķi, tāpēc viņš pastāv gan mirušu, gan dzīvu stāvokļu superpozīcijā, tāpat kā elektroni un citas subatomiskās daļiņas vienlaicīgi pastāv vairākos stāvokļos (piemēram, vairākās enerģijas līmeņi), līdz tie tiek novēroti. Kad daļiņa tiek novērota un nejauši izvēlas aizņem tikai vienu enerģijas līmeni, to sauc par kvantu lēcienu. Fiziķi sākotnēji uzskatīja, ka kvantu lēcieni ir tūlītēji un diskrēti: Poof! Un pēkšņi daļiņa atrodas vienā vai otrā stāvoklī.
Bet deviņdesmitajos gados arvien vairāk fiziķu sāka aizdomāties, ka daļiņas, ejot lēkt, nonāk taisnā ceļā, pirms nonāk gala stāvoklī. Tajā laikā fiziķiem nebija tehnoloģijas, lai novērotu šīs trajektorijas, sacīja Dienvidkalifornijas universitātes fiziķis Tods Brūns, kurš nebija iesaistīts pētījumos. Tajā nonāk Devoret un viņa līdzautori.
Jēlas fiziķi spīdēja spožu gaismu pie atoma un novēroja, kā gaisma izkliedēta, kad notika kvantu lēciens. Viņi atklāja, ka kvantu lēcieni bija nepārtraukti, nevis diskrēti, un ka lēcieni uz dažādiem diskrētiem enerģijas līmeņiem, kas tiek turēti noteiktos "lidojuma" maršrutos.
Kad fiziķi zināja konkrēto stāvokli, pie kura tuvojās atoms, viņi pēc tam varēja mainīt šo lidojumu, pieliekot spēku pareizajā virzienā ar pareizo spēku, sacīja vadošais autors un Jēlas universitātes fiziķis Zlatko Minevs. Viņš piebilda, ka ir pareizi noteikt lēciena veidu, lai veiksmīgi apgrieztu lidojumu. "Tas ir ļoti nedrošs," Minev stāstīja Live Science.
Daži fiziķi, piemēram, Bruns, nav pārsteigti par atklājumu: "Tas neatšķiras no tā, ko kāds bija paredzējis," Bruns stāstīja Live Science. "Interesanti, ka viņi to veica eksperimentāli."
Jaunais atradums ir īpaši nozīmīgs tādām pētniecības objektiem kā Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), kur fiziķi novēro gravitācijas viļņus, sacīja Devoret. Šajās pētniecības telpās zinātnieku centieni veikt precīzus mērījumus ir daļiņu neparedzamība, ko sauc arī par kvantu troksni.
"Kā patīk pateikt fiziķiem, ar kvantu troksni pat Dievs nevar zināt, ko jūs izmērīsit," sacīja Devoret. Izmantojot pētījumu, fiziķi var "izslēgt" kvantu troksni un veikt precīzākus mērījumus.
Daļiņas un Šrēdingera kaķa liktenis ilgtermiņā vienmēr būs nedaudz neparedzams, sacīja Devoret. Viņš un viņa līdzautori galvenokārt secina, ka viņu likteņus var novērot un paredzēt, kad tie notiks.
"Tas nedaudz atgādina vulkānu izvirdumus," skaidroja Devorets, "ilgtermiņā tie ir neparedzami. Bet īstermiņā jūs varat redzēt, kad kāds gatavojas izcelties."
