Ein radikaler Unterschied zwischen der makroskopischen Welt und der mikroskopischen Welt begründet eine sehr wichtige physikalische Frage nach den Grenzen des Quantenbereichs. Um die Grenze zwischen der Quantenwelt und der klassischen Welt zu untersuchen, haben Physiker herausgefunden, wie es geht'Rasse' Schrödingers Katze .
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Was ist das Katzenexperiment von Schrödinger?
Schrödingers Katze ist ein Gedankenexperiment des deutschen Physikers von 1935 Erwin Schrödinger . Es positioniert eine Katze in einer versiegelten Kiste und befindet sich in einem Quantenüberlagerungszustand, in dem sie gleichzeitig tot und lebendig ist. Wenn ein Beobachter jedoch in die Kiste späht, sieht er die Katze entweder lebend oder tot, abernicht sowohl lebendig als auch tot. Die Kopenhagener Interpretation Der tote und lebendige Zustand der Katze wirft die Frage auf, wann genau die Quantenüberlagerung endet und die Realität die eine oder andere Möglichkeit trifft.
Schrödinger entwarf dieses theoretische Experiment, um den radikalen Unterschied zwischen der makroskopischen Welt, an die wir gewöhnt sind, und der mikroskopischen Welt zu demonstrieren, die von den Gesetzen der Quantenphysik gesteuert wird. Darüber hinaus zeigt das Gedankenexperiment, wie extrem widersprüchlich es istist zu versuchen, Quantenkonzepte auf makroskopische Szenarien anzuwenden.
Zucht von Schrödingers Katze
Physiker aus der Universität von Calgary und die Russisches Quantenzentrum hat herausgefunden, wie man Schrödingers Katze züchtet, um die Grenzen zwischen Quanten- und klassischer Welt zu untersuchen. Sie haben eine Methode für Quantenüberlagerungszustände erzeugen mit Parametern, die sich möglicherweise über mikroskopische Grenzen hinaus ausdehnen können. Alexander Lvovsky, der Teamleiter des Forschungsprojekts erklärt der Zweck ihrer Studie.
"Eine der grundlegenden Fragen der Physik ist die Grenze zwischen der Quanten- und der klassischen Welt. Können Quantenphänomene vorausgesetzt, ideale Bedingungen in makroskopischen Objekten beobachtet werden? Die Theorie gibt keine Antwort auf diese Frage: Vielleicht gibt es keine solche Grenze. Waswir brauchen ein Werkzeug, das es beweist ".
Das physikalische Analogon der Schrödingerkatze, die beiden Zustände mit entgegengesetzten Eigenschaften, liefert dieses gewünschte Werkzeug. Dies ist eine Überlagerung von zwei gleichmäßigen Lichtwellen mit entgegengesetzten Amplituden. Bisher war es jedoch nicht möglich, solche Überlagerungen zu erzielen, bei denen die Terme mehr als vier enthieltenPhotonen. Die Physiker haben also versucht, solche Zustände zu "züchten", und es ist ihnen gelungen, optische "Katzen" mit zufällig hohen Amplituden zu erhalten. Anastasia Pushnika, Mitautorin des Experiments, enthüllt ihre Methode zur "Zucht" einer Katze.
"Im Wesentlichen verursachen wir eine Interferenz von zwei" Katzen "auf einem Strahlteiler. Dies führt zu einem verwickelten Zustand in den beiden Ausgangskanälen dieses Strahlteilers. In einem dieser Kanäle befindet sich ein spezieller DetektorDieser Detektor zeigt ein bestimmtes Ergebnis. Im zweiten Ausgang wird eine "Katze" geboren, deren Energie mehr als doppelt so hoch ist wie die des ersten. "
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Aus dem Experiment der Gruppe wurden mehrere Tausend Schrödingers Katzen erzeugt und die durchschnittliche Anzahl von Photonen erhöht von 1,3 bis 3,4. Durch Wiederholung des experimentellen Prozesses, wie oft möglich, kann festgestellt werden, ob die Quantenwelt eine Grenze hat, und Demid Sychev, Erstautor der Studie. Express dieses große Potenzial des Experiments.
"Es ist wichtig, dass der Vorgang wiederholt werden kann: Neue" Katzen "können wiederum auf einem Strahlteiler überlappt werden, wodurch einer mit noch höherer Energie erzeugt wird, und so weiter. Somit ist es möglich, die Grenzen von zu verschiebendie Quantenwelt Schritt für Schritt und schließlich zu verstehen, ob sie eine Grenze hat ".
Die Gruppe möchte die makroskopischen Schrödinger-Katzen für Quantenkommunikationstechnologien und auch für Quantencomputer verwenden.
Ihr Artikel zu dieser Studie ist veröffentlicht in Naturphotonik .