Наконец-то мы можем взглянуть на мертвого и живого кота.

Акции

Cartoon cat peering at its shadow
(Рисунок: © Shutterstock В)

Там может быть способ тайком пик на кота Шредингера — знаменитый кошачий основе мысленного эксперимента, который описывает загадочное поведение субатомных частиц — без постоянно убивать (гипотетически) животных.

Не повезло, воображаемый кот одновременно жив и мертв внутри коробки, или существует в суперпозиции «мертвой» и «живой» государства, так как субатомные частицы существуют в суперпозиции многих государств одновременно. Но заглянув внутрь коробки меняет состояние кота, который потом будет либо жив, либо мертв.

Теперь, однако, исследование, опубликованное октября. 1 в новом журнале физики описывает способ взглянуть на кота, не заставляя его жить или умереть. Поступая таким образом, он продвигает понимание ученых одного из самых фундаментальных парадоксов в физике.

По теме: на 18 крупнейших неразгаданных тайн в физике

В нашей обычной, масштабный мир, глядя на объект, кажется, не менять его. Но зум в достаточном количестве, и это не тот случай.

«Мы обычно считаем, что цена, которую мы платим за просмотр ничего», — сказал ведущий автор исследования Хольгер Хофманн Ф., доцент кафедры физики в Университете Хиросимы в Японии. «Это не правильно. Для того, чтобы смотреть, вы должны иметь свет, и легкие изменения объекта». Это потому, что даже один фотон света переносит энергию от или к объекту, который вы просматриваете.

Хофманн и Картик Патекар, который был приглашенным студентом в Университете Хиросимы в то время и сейчас находится на Индийский технологический институт в Бомбее, интересно, если есть способ, чтобы смотреть без «платить цену». Они приземлились на математическую основу, которая отделяет начального взаимодействия (глядя на кошку) от считывания (зная о том, жив или мертв).

«Наша главная мотивация была очень внимательно смотреть на то, как квантовое измерение происходит», — сказал он. «И ключевой момент заключается в том, что мы отделяем измерения в двух шагах».

Таким образом, Гофман и Патекар можем предположить, что все фотоны участвуют в начальном взаимодействии, или взгляд на кота, записываются без потери какой-либо информации о кошачьем государстве. Поэтому перед съемом, все, что нужно знать о состоянии кота (и как смотрит на его изменения) по-прежнему доступен. Это только тогда, когда мы считываем информацию о том, что мы теряем некоторые из них.

“Что интересно, так это то, что процесс считывания выбирает один из двух типов информации и полностью удаляет друга”, — сказал Хофманн.

Вот как они описали свою работу с точки зрения кота Шредингера. Говорят, что кошка все еще в поле, но вместо того, чтобы смотреть внутрь, чтобы определить, будет ли кот жив или мертв, вы установили камеру нестандартно, что можно как-то сфотографировать внутри него (ради эксперимента, игнорировать тот факт, что физические камер на самом деле не так). После того как снимок сделан, камера имеет два вида информации: как кошка изменилась в результате фото было снято (то, что исследователи называют квантовой теге) и будет ли кот жив или мертв после взаимодействия. Ни один из этой информации не потерял. И в зависимости от того, как вы решите «развить» образ, извлекать тот или другой фрагмент информации.

Думаю подбрасывания монеты, Хофманн рассказал Живой науки. Вы можете выбрать либо знать, если был монеткой, или если он сейчас орел или решка. Но вы не можете знать оба. Более того, если вы знаете, как был изменен квантовой системы, и если это изменение является обратимым, то возможно восстановить его исходное состояние. (В случае с монеткой, вы бы вернуть его обратно.)

«Вы всегда должны беспокоить первые системы, но иногда вы можете отменить его», — сказал он. С точки зрения кота, это будет означать, принимая картину, но вместо того, чтобы развивать его, чтобы четко видеть кошку, развивая его таким образом, чтобы вернуть кошку обратно в мертвый-и-живой подвешенном состоянии.

Важно отметить, что выбор отсчет идет с компромиссом между разрешением измерений и возмущения, которые являются равными, в статье показано. В резолюции говорится о том, как много информации извлекается из квантовой системы, и нарушение относится к тому, насколько система необратимо изменился. Другими словами, чем больше вы знаете о нынешнем состоянии кошки, тем больше у вас безвозвратно изменил его.

«Что я нашел удивительного в том, что возможность отмены нарушение, непосредственно связан с тем, сколько информации вы получаете о наблюдаемых”, или физические величины их измерение, сказал. “Математика-это точно здесь».

Хотя предыдущие работы уже указывали на компромисс между разрешением и нарушения в Квантовое измерение, этот документ является первым, чтобы определить точное соотношение, Майкл Холл, физик-теоретик из Австралийского национального университета, рассказал Живой науки по электронной почте.

«Насколько я знаю, никакие предыдущие результаты имеют вид точного равенства, касающиеся разрешения и нарушения», — сказал Холл, который не был вовлечен в исследование. «Это делает подход в работе очень аккуратный».

  • Странные кварки и мюоны, Боже мой! Мельчайшие частицы природы
  • 18 Раз Квантовых Частиц Взорвали Наши Умы
  • Что это? Ответы На Ваши Вопросы Физики

Первоначально опубликовано на прямую науки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *