Kvantfysiikka voi olla outo maailma, jossa asiat käyttäytyvät tavalla, jolla ei ehkä ole aluksi mitään järkeä. "Schrödinger's Cat" -koe suunniteltiin osoittamaan joitain näistä ominaisuuksista, nimittäin siitä, että atomit ja molekyylit voivat esiintyä kahdessa eri tilassa samanaikaisesti, kunnes joku kurkistaa niitä. Nyt ryhmä tutkijoita on käyttänyt tätä kvanttiparadoksia kiinnittääkseen molekyylien sisäpintojen monimutkaiset sisäiset toiminnot yksityiskohtaisemmin kuin koskaan ennen.
Asiaan liittyvä sisältö
- Viisi käytännöllistä käyttöä "Spooky" -kvanttimekaniikkaan
Vuosien ajan Schrödingerin kissan ajateltiin olevan erityisen uhanalainen ajatuskokeilu. Kuten Erwin Schrödinger alun perin suunnitteli, siihen sisältyy kissan asettaminen sinetöityyn laatikkoon ja 50% mahdollisuus altistua myrkykaasulle. Kunnes laatikko avataan, kissaa pidetään sekä elävänä että kuolleena. Viime vuosina tutkijat ovat kuitenkin osoittaneet, että kyseessä on enemmän kuin pelkkä ajattelukoe - hiukkaset eivät voi vain esiintyä kahdessa tilassa samanaikaisesti, vaan ne voivat olla jopa kahdessa paikassa samanaikaisesti, Tia Ghose raportoi LiveSciencelle .
Tämä tosiasia on johtanut mielenkiintoisiin tapahtumiin. Stanfordin yliopiston SLAC: n kansallisen kiihdytinlaboratorion tutkijat käyttivät vihreää optista laseria jakaakseen jodimolekyylin oleellisesti itsensä versioiksi - kiihtyneeseen tilaan ja virrattomaan tilaan. Sitten ampumalla röntgensäteiden pulsseja kaksimolekyyleistä, niin kutsuttu "kissan tila", he pystyivät kaappaamaan molemmat versiot "röntgenhologrammalla", kirjoittaa Jennifer Ouelette Gizmodolle. Yhdistämällä sarja näitä kuvia, tutkijat loivat pysäytysvideon, hän kirjoittaa. He lähettivät tulokset arXiv-esipainatuspalvelimelle, paperille, joka on sittemmin hyväksynyt julkaisemiseen Physical Review Letters -lehdessä .
"Näemme sen alkavan värähtelemään, kun kaksi atomia suuntautuvat kohti toisiaan ja poispäin toisistaan kuin ne, joihin liittyi jousi", sanoo SLAC-tutkija ja Stanfordin professori Phil Bucksbaum lausunnossaan. ”Samalla näemme atomien välisen sidoksen hajoamisen ja atomien lentää tyhjiöön. Samanaikaisesti näemme niiden olevan edelleen yhteydessä toisiinsa, mutta hengailevan jonkin aikaa jonkin verran etäisyydellä toisistaan ennen siirtymistä takaisin sisään. Ajan myötä näemme värähtelyjen kuolevan, kunnes molekyyli on jälleen levossa. "
Kaikki tapahtuu biljardin sekunnin sisällä, mutta se voi johtaa uuteen kehitykseen kvantitutkimuksessa. Yhdistämällä jokainen röntgenpulssien ottama tilannekuva, tutkijat pystyivät luomaan erittäin yksityiskohtaisen elokuvan, joka näyttää molemmat tilat samanaikaisesti. Tutkijat voivat jopa käyttää tätä tekniikkaa luodakseen yksityiskohtaisia sekvenssejä aikaisemmissa kvantifysiikkakokeissa kerätyistä tiedoista saadakseen uuden katsauksen kissan tilan sisällä tapahtuvaan, Ouelette raportoi.
"Menetelmämme on kvanttimekaniikan kannalta perustavanlaatuinen, joten kokeilemme sitä innokkaasti muissa pienimolekyylisissä järjestelmissä, mukaan lukien järjestelmät, jotka osallistuvat visioon, fotosynteesiin, suojaavat DNA: ta UV-vaurioilta ja muilta tärkeiltä toiminnoilta elävissä asioissa", Buckbaum toteaa lausunnossa.
Tätä tekniikkaa käyttämällä tutkijat voisivat pian saada uuden käsityksen siitä, kuinka kvanttifysiikka vaikuttaa biologisiin järjestelmiin ja prosesseihin.
