• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Kan vi kika på Schrodingers katt utan att störa den?

    Eftersom katten i lådan (uppe till vänster) befinner sig i en superposition betyder det att den kan vara i många olika tillstånd (t.ex. död och/eller levande) och är markerad med en kvanttagg. Fotoet som tagits av katten är intrasslat med situationen inuti lådan. Vi kan bestämma kattens öde genom att bearbeta fotot på ett visst sätt (längst ner till vänster), eller så kan vi hålla det i superposition genom att återställa kvanttaggen med en annan process (längst ner till höger). Kredit:Docent Holger F. Hofmann och Emma Buchet/Hiroshima University

    Kvantfysiken är svår och förklarar det ännu mer. Docent Holger F. Hofmann från Hiroshima University och Kartik Patekar från Indian Institute of Technology Bombay har försökt lösa ett av de största gåtorna inom kvantfysik:hur man mäter kvantsystemet utan att ändra det?

    Deras nya tidning som publicerades denna månad har funnit att forskare kan avgöra dess tillstånd genom att läsa informationen som observerats från ett kvantsystem bort från själva systemet. beroende på analysmetod. Även om analysen är helt borttagen från kvantsystemet, det är möjligt att återställa den initiala överlagringen av möjliga resultat genom en noggrann läsning av kvantdata.

    "Normalt skulle vi söka efter något genom att leta. Men i det här fallet ändrar objektet objektet, detta är problemet med kvantmekanik. Vi kan använda komplicerad matematik för att beskriva det, men hur kan vi vara säkra på att matematiken beskriver vad som egentligen finns där? När vi mäter något sker en avvägning och de andra möjligheterna till vad det kan vara försvinner. Du kan inte ta reda på någonting utan en interaktion, du betalar ett pris i förväg. ”förklarar Hofmann.

    Under Patekars månadslånga vistelse vid Hiroshima University när han var en grundstudent, de två fysikerna försökte föreställa sig sätt att mäta systemet utan att "betala priset", dvs behålla systemets överlagring eller innebära att systemet kan existera i alla stater. För att förstå deras resultat beskriver Hofmann sina resultat med hjälp av den välkända fysikberättelsen om Schrödingers katt:

    Schrödingers katt ligger i en låda och forskarna vet inte om den är död eller levande. En kamera installeras och tittar in i lådan som tar ett foto från en position utanför lådan. Fotot som tagits av katten kommer suddigt ut; vi kan se att det finns en katt men inte om den är död eller levande. Blixten från kameran har också tagit bort en "kvanttagg" som markerar kattens superposition. Detta foto är nu intrasslat med kattens öde - dvs. vi kan bestämma vad som hände med katten genom att bearbeta detta foto på ett visst sätt.

    Fotot kan sedan tas bort från lådan och bearbetas på en dator eller i ett mörkerrum. Beroende på vilken metod som används för att bearbeta fotot, vi kan ta reda på om katten är levande eller död, eller vad blixten gjorde med katten, återställa kvanttaggen. Valet av läsare avgör vad vi vet om katten. Vi kan ta reda på om den är död/levande eller återställa kvanttaggen som togs bort när bilden togs, men inte båda.

    Detta är bara ett steg framåt i vår förståelse av kvantmekanik. I dag är dess fullständiga applikation begränsad till expertnivåsystem som kvantdatorer, även om vissa av dess aspekter också kan användas i exakta mätningar, och för säker kommunikation med kvantkryptografi.

    "Detta är en viktig del av min forskning. Jag ville verkligen förstå varför den här kvantkonstigheten finns. Jag fokuserade på mätningar för det är där konstigheten kommer ifrån!" säger Hofmann.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com