Ученые впервые засняли поведение кота Шредингера

Ученые Стэнфордского университета и Национальной лаборатории Министерства энергетики США впервые засняли поведение кота Шредингера. Роль кота сыграли атомы йода.

Придуманный австрийским физиком Эрвином Шредингером в 1935 году, опыт с котом предполагает, что в коробку со взрывчаткой гипотетически кладут кота и после закрытия крышки вероятность взрыва составляет 50%. При этом наблюдатель не знает, что на самом деле происходит внутри коробки и жив ли кот. То есть пока человек не откроет коробку, кот пребывает в так называемом суперпозиционном состоянии – он и жив, и мертв одновременно.

В то время как Шредингер придумал этот эксперимент, чтобы обдумать существование сверхразума в нашей Вселенной и показать, насколько странно выглядят квантовые эффекты применительно к макроскопическим системам, спустя десятилетия физики поняли, что опыт возможно воспроизвести и в реальной жизни, только не на котах, а на атомах. При этом ученые довольно давно научились приводить атомы в состояние суперпозиции, но до сих пор никому еще не удавалось заснять этот процесс.

Для эксперимента взяли двухатомную молекулу йода и взорвали ее с помощью рентгеновского лазера, тем самым заставив молекулу поглотить короткий энергетический всплеск. В результате этого, она распалась на две версии – возбужденную и спокойную, а фотоны сформировали рентгеновскую голограмму, отразившую детальное изображение молекул в возбужденном состоянии. Команда провела этот эксперимент много раз, соединила вместе серию рентгеновских снимков и получила наиболее детальный рентгеновский фильм о внутренней работе молекулы в ходе эксперимента.

Вот как это выглядит:

И ролик, объясняющий происходящее:

«Наш метод является фундаментальным для квантовой механики, поэтому мы готовы опробовать его на других малых молекулярных системах, включая системы, связанные со зрением, фотосинтезом, защитой ДНК от УФ-повреждений и другими важными функциями в живых организмах», – подытоживают ученые.