Pisica lui Schrödinger e atât vie, cât şi moartă, iar fizicienii au imagini ale acestei superpoziţii

Experimentul de gândire imaginat de către Erwin Schrödinger este unul dintre conceptele din ştiinţă care au parte de o notorietate foarte largă în rândurile publicului larg. Acest experiment mental este folsoit pentru a explica modul în care starea particulelor subatomice este influenţată de către observaţiile asupra acestora. În absenţa unei observaţii, acestea aflându-se într-o superpoziţie, în care prezintă ambele stări simultan.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Un articol recent descrie o modalitate prin care am putea observa această superpoziţie. În termenii experimentului lui Schrödinger, acest articol propune o modalitate de a observa pisca, fără a o mai supune riscului de a muri ca urmare a observaţiei noastre.

„În mod normal, credem că preţul pe care îl plătim pentru a vedea nu este zero”, explică Holger F. Hofmann ,autorul articolului şi conferenţiar universitar al catedrei de Fizică al Universităţii Hiroshima. El adaugă: „Nu este corect. Pentru a vedea, este nevoie de lumină, iar lumina schimbă obiectul observat. Asta se întâmplă deoarece chiar şi un singur foton de lumină transferă energie către sau dinspre obiectul observat”.

Plecând de la acest concept al „plăţii” pe care trebuie să o efectuăm pentru a observa un obiect, fie el pix, particulă subatomică sau o pisică într-o cutie cu o sursă de radiaţii şi o fiolă cu otravă, dr. Hofmann şi Kartik Patekar, student al Insitutului Tehnologic din Bombay, India, au încercat să imagineze un model în care am putea observa un obiect fără a interacţiona cu acesta sau „a plăti”.

„Motivaţia noastră principală a fost să privim cu atenţie modul în care se întâmplă o măsurare cuantică „, a spus Hofmann. „Şi aspectul cheie este că putem să separăm măsurarea în două etape. Astfel, fotonii folosiţi pentru a măsura starea pisicii ar putea fi capturaţi fără a pierde nicio informaţie despre stare acesteia”, a adăugat el.

În termenii experimentului lui Schrödinger, am putea spune că cei doi vor să fotografieze pisica din cutie şi să se asigure că atunci când developează fotografia aceasta nu va pierde jumătate din informaţii, prezentând în continuare superpoziţia în locul unei stări singurale. 

Calitatea fotografiei este determinată de echilibrul dintre informaţia extrasă din sistem şi efectul pe care această acţiune îl are asupra superpoziţiei. Conform lui Michael Hall, expert în fizică teoretică, calculele pe care se bazează articolul citat sunt primele care tratează această abordarea a observării superpoziţiei.

Articolul The role of system–meter entanglement in controlling the resolution and decoherence of quantum measurements a fost publicat în New Journal of Physics.

Citeşte şi: