Môže existovať zrnko nádeje pre najslávnejšie mačiatko odsúdené na fyziku, Schrödingerovu mačku.
V experimente s bizarnými myšlienkami, ktorý symbolizuje divný stav subatomárnych častíc v kvantovej fyzike, je mačka obmedzená na škatuľu mŕtvy a živý, až kým sa škatuľka neotvorí, v tomto okamihu mačka buď padne mŕtvych alebo sa šťastne ohraničí.
Kedysi sa myslelo, že tento okamih pravdy bol okamžitý a úplne nepredvídateľný. Ale v štúdii uverejnenej 3. júna v časopise Nature, fyzici Yale mohli sledovať Schrödingerovu mačku v akcii, predpovedať osud mačiek a dokonca mačku zachrániť pred predčasnou smrťou.
S týmto novým nálezom boli fyzici schopní „zastaviť tento proces a vrátiť mačku do jej živého stavu,“ povedal pre Live Science Michel Devoret, fyzik z Harvardu a jeden zo spoluautorov štúdie.
Vo fyzike je Schrödingerova mačka myšlienkovým experimentom, v ktorom je mačka uväznená v krabici s časticou, ktorá má 50 až 50 pravdepodobnosť rozpadu. Ak sa častice rozpadnú, mačka zomrie; inak mačka žije. Až do otvorenia škatule však nemáte potuchy, čo sa stalo s mačkou, takže existuje v superpozícii mŕtvych i živých stavov, rovnako ako elektróny a ďalšie subatomárne častice existujú súčasne vo viacerých stavoch (napríklad vo viacnásobnej energii) úrovne), kým nie sú pozorované. Ak je častica pozorovaná a náhodne sa rozhodne obsadiť iba jednu úroveň energie, nazýva sa to kvantový skok. Fyzici si pôvodne mysleli, že kvantové skoky sú okamžité a diskrétne: Poof! A zrazu je častica v jednom alebo druhom stave.
Ale v 90. rokoch 20. storočia začalo viac fyzikov podozrenie, že častice sa pohybujú po skoku lineárnou cestou, predtým ako vstúpia do konečného stavu. V tom čase fyzici nemali technológiu na pozorovanie týchto trajektórií, uviedol Todd Brun, fyzik z University of Southern California, ktorý sa nezúčastnil výskumu. Tu prichádza Devoret a jeho spoluautori.
Yaleoví fyzici žiarili jasné svetlo na atóm a pozorovali, ako sa svetlo rozptyľovalo, keď nastal kvantový skok. Zistili, že kvantové skoky boli skôr spojité ako diskrétne a že preskočili na rôzne úrovne diskrétnej energie držané na konkrétnych „letových“ cestách.
Keď fyzici poznali konkrétny stav, ku ktorému sa atóm priblížil, potom boli schopní zvrátiť tento let použitím sily správnym smerom s tou správnou silou, uviedol hlavný autor a fyzik Yaleovej univerzity Zlatko Minev. Správna identifikácia typu skoku bola rozhodujúca pre úspešné odvrátenie letu. „Je to veľmi neisté,“ povedal Minev pre Live Science.
Niektorí fyzici, ako napríklad Brun, nie sú prekvapení zistením: „Toto sa nelíši od všetkého, čo niekto predpovedal,“ povedal pre agentúru Live Science Brun. „Zaujímavé je, že to vykonávali experimentálne.“
Nové zistenie je obzvlášť významné pre výskumné zariadenia, ako je napríklad gravitačné vlnové observatórium s laserovým interferónom (LIGO), kde fyzici pozorujú gravitačné vlny, uviedol Devoret. V týchto výskumných zariadeniach je nepredvídateľnosť častíc, ktorá sa tiež nazýva kvantový šum, prekážkou úsilia vedcov o presné meranie.
„Ako fyzici radi hovoria, s kvantovým hlukom ani Boh nevie, čo budete merať,“ povedal Devoret. Pomocou výskumu môžu fyzici „stlmiť“ kvantový šum a vykonať presnejšie merania.
Častice a osud Schrödingerovej mačky budú z dlhodobého hľadiska vždy trochu nepredvídateľné, povedal Devoret. Hlavným zistením on a jeho spoluautorov je, že ich osudy je možné pozorovať a predvídať, keď k nim dôjde.
„Je to trochu ako sopečné erupcie,“ vysvetlil Devoret, „z dlhodobého hľadiska sú nepredvídateľné. V krátkodobom horizonte však môžete zistiť, kedy má dôjsť k výbuchu.“
