Kredit:Washington University i St. Louis
Du har säkert hört talas om Schrödingers katt, som känt är fångad i en låda med en mekanism som aktiveras om en radioaktiv atom sönderfaller, släpper ut strålning. Akten att titta i rutan kollapsar atomens vågfunktion – den matematiska beskrivningen av dess tillstånd – från en "superposition" av tillstånd till ett bestämt tillstånd, som antingen dödar katten eller låt oss leva en dag till.
Men visste du att om du ofta kikar in i kattlådan - tusentals gånger i sekunden - kan du antingen skjuta upp det ödesdigra valet eller, omvänt, påskynda det? Fördröjningen kallas kvantzenoeffekten och accelerationen som kvantantizenoeffekt.
Kvant Zeno-effekten namngavs i analogi med pilparadoxen som den grekiske filosofen Zeno skapade:Vid varje givet ögonblick, en pil under flygning är orörlig; hur kan den då röra sig? Liknande, om en atom kunde mätas kontinuerligt för att se om den fortfarande är i sitt initiala tillstånd, det skulle alltid visa sig vara i det tillståndet.
Både Zeno- och anti-Zeno-effekterna är verkliga och händer med verkliga atomer. Men hur fungerar detta? Hur kan mätning antingen fördröja eller påskynda sönderfallet av den radioaktiva atomen? Vad är "mätning, "i alla fall?
Fysikerns svar är att för att få information om ett kvantsystem, systemet måste vara starkt kopplat till omgivningen under en kort tidsperiod. Så målet med mätningen är att få information, men den starka kopplingen till omgivningen gör att mäthandlingen också nödvändigtvis stör kvantsystemet.
Men tänk om systemet stördes men ingen information skickades till omvärlden? Vad skulle hända då? Skulle atomen fortfarande uppvisa Zeno- och anti-Zeno-effekterna?
Kater Murchs grupp vid Washington University i St. Louis har utforskat dessa frågor med en konstgjord atom som kallas qubit. För att testa mätningens roll i Zeno-effekterna, de utarbetade en ny typ av mätinteraktion som stör atomen men som inte lär sig något om dess tillstånd, som de kallar en "kvasimätning".
De rapporterar den 14 juni, 2017, frågan om Fysiska granskningsbrev att kvasimått, som mått, orsaka Zeno-effekter. Potentiellt skulle den nya förståelsen av mätningens natur inom kvantmekaniken kunna leda till nya sätt att kontrollera kvantsystem.