Pisica lui Schrödinger e depășită. Acum avem ceva și mai ciudat.

Hai să fiu sincer — îmi amintesc prima oară când mi-a explicat cineva pisica lui Schrödinger. Aveam vreo cincisprezece ani și am crezut că e cel mai stupid lucru auzit vreodată. O pisică vie ȘI moartă până deschizi o cutie? Hai, serios. Asta nu e fizică, e pur și simplu să-i faci pe oameni să-și piardă mintea.

Dar iată trick-ul: fizicienii nu au inventat asta ca să ne amuze. Încercau să explice unul dintre cele mai confuze aspecte ale mecanicii cuantice — ideea că particulele microscopice pot exista în mai multe stări simultan. Gândește-te că sunt în două locuri sau au două proprietăți în același timp, până când le măsurăm efectiv.

Experimentul care a început totul

Să îți dau varianta scurtă, în caz că ai nevoie de o reîmprospătare (sau nu ai învățat niciodată — nu te judec).

Erwin Schrödinger, fizicianul austrian, și-a imaginat o pisică într-o cutie sigilată cu un atom radioactiv, un contor Geiger și otravă. Dacă atomul se descompune, contorul declanșează un mecanism care sparge flaconul cu otravă — și, ei bine, poți ghici ce se întâmplă cu pisoii. Dacă atomul nu se descompune, kitty trăiește să mai moară o zi.

Ciudățenia cuantică apare pentru că până deschizi cutia, nu știi care scenariu s-a întâmplat. Așa că din perspectiva noastră, pisica există într-o superpoziție de ambele stări — vie ȘI moartă în același timp. Doar când privim, realitatea „decide" care rezultat s-a întâmplat.

Apropo, experimentul ăsta nu a fost niciodată meant să fie luat literal. Schrödinger însuși îl folosea ca să arate cât de ciudată devine mecanica cuantică când treci de la particule minuscule la obiecte de zi cu zi. Nimeni nu plănuia să închidă pisici în cutii. (Pfiu.)

Acum devine interesant

Pentru decenii, fizicienii au bănuit că superpozițiile ar putea fi mult mai complicate decât „două lucruri opuse în același timp." Dar să creezi efectiv aceste stări mai complexe într-un laborator? Asta era partea tricky.

Până acum, adică.

O echipă de la Oxford tocmai a publicat o cercetare care chiar îmi taie respirația. Au reușit să creeze ceea ce ai putea numi superpoziții cuantice „exotice" — essentially noi varietăți de stări ale pisicii lui Schrödinger care nu se potrivesc cu modelul simplu binary cu care am lucrat până acum.

Cum? Au prins un singur ion de strontiu-88 (pentru că evident — fizicienii cuanticiști iubesc elementele exotice) și au făcut niște manipulări incredibil de delicate. Au controlat atât starea cuantică internă a ionului („spinul" lui, care e ca o proprietate magnetică minusculă), CÂT și mișcarea lui în capcană.

Gândește-te așa: anterior, puteam crea doar superpoziții cu două stări opuse. Ca un intrerupător care ori e pe on, ori pe off. Dar ce a făcut echipa Oxford e echivalent cu a crea un intrerupător cuantic care poate fi pe on, pe off, parțial pe on, clipind într-un anumit ritm, ȘI alte câteva configurații pentru care nici nu aveam nume până acum — toate în același timp.

Cercetătorul principal Sebastian Saner a spus-o așa: au acum un „instrument pentru a sculpta superpozițiile cuantice în aproape orice formă." Orice formă. Nu e o afirmație mică.

De ce ar trebui să-ți pese?

Știu la ce te gândești — sună cool pentru pasionații de fizică, dar contează pentru restul dintre noi?

Iată de ce ar putea conta: suntem în fazele timpurii ale construirii computerelor cuantice, care ar putea revoluționa totul, de la descoperirea medicamentelor la modelarea climei și spargerea codurilor de criptare. Dar aceste mașini sunt incredibil de fragile și predispuse la erori.

Problema e că computerele cuantice actuale se bazează pe „qubiți" cu două nivele — essentially versiunea cuantică a intrerupătorului on/off. Dar dacă putem lucra cu stări cuantice mai complexe, ca cele pe care această cercetare le permite, am putea construi sisteme mai robuste care sunt mai bune la corectarea propriilor greșeli.

Cum a spus Saner: „Imaginea din manual despre un sistem cuantic care e în două locuri în același timp e doar începutul. Există un peisaj mult mai vast de stări cuantice posibile, și încă învățăm cum să-l accesăm experimental."

Imaginea de ansamblu

Iată ce mă fascinează cu adevărat la povestea asta: citatul famous al lui Feynman despre cum nimeni nu înțelege cuantică era din 1964. Au trecut aproape șaizeci de ani și încă descoperim aspecte noi ale chestiilor astea. Încă împingem limitele a ceea ce realitatea permite.

Și sincer? Mie asta mi se pare oarecum hopeful. Încă e atât de mult pe care nu-l știm. Atât de mult de explorat. Universul e mai ciudat și mai flexibil decât intuiția noastră de zi cu zi sugerează, și din când în când, prindem o privire cât de adâncă e gaura iepurelui.

Așa că data viitoare când cineva pomenește de pisica lui Schrödinger la o petrecere, poți să-i spui: „Oh, asta e așa 2024. Am trecut demult de scenariile de bază vii sau moarte. Fizica cuantică a devenit artă."

Companionii de masă fie vor fi impresionați, fie îngrijorați. Oricum ar fi, vei avea dreptate.

Sursa: https://www.popularmechanics.com/science/a71715312/new-schrodingers-cat