Schrödingers Katze kommt in den Blick mit seltsamen Physik


Durch Senden von grünen, roten und gelben Laserstrahlen auf einen Weg zum Detektor, haben Forscher Aufschluss über die berühmten Physik-Idee bekannt als Gedankenexperiment "Schrödingers Katze".

Schrödingers Katze bedeutet für Physiker malte eine Katze in einer Box mit einem Fläschchen Gift, das die Katze zu töten, wenn es geöffnet wird. Über einen bestimmten Zeitraum gibt es eine 50 / 50 Chance das vergiftete Fläschchen wird geöffnet, und wer öffnet die Box nach einer bestimmten Zeit und schaut die Katze dann beobachten, dass es entweder tot oder lebendig ist.

Die meisten Leute würden sagen, dass noch bevor Sie die Verpackung öffnen, bevor Sie die Katze sehen können, es immer noch in einem Staat oder andererseits ist entweder tot oder lebendig. [Die 9 größten ungelösten Rätsel der Physik]

Aber laut Quantenmechanik, das ist nicht wahr. In dieser Theorie bis zum Öffnen der Box ist die Katze tot und lebendig, in einem Zustand als Überlagerung bezeichnet. Das heißt, ist die Katze in beiden Staaten, bis Sie die Box zu öffnen und betrachten es, und nur zu diesem Zeitpunkt der Zustand der Katze auf einen bestimmten Wert (tot oder lebendig dauert). Das Gedankenexperiment hat zahlreiche Studien herauszufinden, unter anderem, wenn exakt übereinanderliegenden Staaten zu einem "Kollaps" hervorgebracht.

Nun fanden Wissenschaftler an der österreichischen Akademie der Wissenschaften einen Weg sich "die Katze" ohne wirklich zu betrachten. Postdoktorand Gabriela Lemos und ihre Kollegen getestet, ob man Lichtteilchen verwenden Photonen, die nie berühren Sie ein Objekt, um dieses Objekt zu sehen, wie auch immer, über einen Effekt namens Verstrickung aufgerufen.

Sie fanden heraus, dass sie tatsächlich die Katze in der Box sehen konnte. Ihre Ergebnisse sind online detailliert heute (27. August) in der Zeitschrift Nature.

Die Arbeit könnte auch helfen, zu lösen, wie sie es nennen die Messaufgabe ist die Frage, warum Physiker Quantenzustände nehmen auf bestimmte Werte nur dann, wenn sie eingehalten werden.

Verschränkung passiert, wenn zwei Teilchen – Atome, Photonen oder irgendetwas anderes – in irgendeiner Weise zu interagieren. Beispielsweise wenn zwei Photonen verstrickt sind, haben dann Photonen-A einen Status, der seinem verschränkten Partner, Photon B. spiegelt

Aber man kann nicht wissen, den genauen Zustand des Photons B durch das Photon A. Rather betrachten, Photon B könnte noch in einem von mehreren verschiedenen Staaten bestehen, bis sie berücksichtigt wird. Forscher können jedoch nehmen Sie Messungen von mehreren verschränkte Paare von Photonen, und dann überprüfen Sie, ob ihre Korrelation – die Verschränkung – anhand ihrer Partner hält.

Im neuen Experiment, feuerte die Wissenschaftler einen Laser durch eine Reihe von Strahlteiler, letztlich zu einem Detektor. Die Laser, die, den Sie gefeuert, wurde eine grüne Balken, und bei der ersten Strahlteiler, es wurde aufgeteilt in zwei grüne Strahlen, die einer davon ging dann zu einem Kristall, die das grüne Licht in eine Kombination von roten und gelben Photonen geändert. Dann wurde der Strahl von rotem und gelbem Licht in seine Bestandteile mit den roten Photonen, die Landung auf einem Karton Ausschnitt einer Katze, während das gelbe Licht auf einen letzten Strahlteiler weiter aufgeteilt. Dieser Splitter sendet Hälfte der gelben Photonen ein Melder, und an einem anderen Melder.

Unterdessen wurde die zweite Hälfte des grünen Laserstrahls geschickt, um sich mit der rote Strahl nach der Verabschiedung durch den Ausschnitt der Katze. Die kombinierte roten und grünen Photonen treffen einen zweiten Kristall, der grünen und roten Balken in rot und gelb umgewandelt. Dieser ging an einen Strahlteiler, der holte die rote Photonen, und schickte diese zweite gelbe Strahl treffen sich mit den anderen gelben Strahl bei der endgültigen Strahlteiler unterteilt die Photonen zwischen zwei Detektoren.

Bei den Detektoren sahen die Forscher das Bild der Katze. Das war bemerkenswert, weil die Photonen, die das Bild der Karton Ausschnitt nie getroffen hätte. Denken Sie daran, die rote Photonen, die den Ausschnitt nie schaffte es auf dem Detektor getroffen und die gelben, die zum Detektor reiste nie traf den Ausschnitt.

Die Katze Bild wurde von der gelben Photonen gemacht, weil sie mit den roten Photonen verstrickt waren. Man kann nicht sagen, dass dieses gelbe Photon an die erste Kristallstruktur ging und ein weiteres Photon in die zweite ging, so dass die Katze immer noch tot und lebendig ist. [Verdreht Physik: 7 mind-blowing Ergebnisse]

Jedoch die rote Photonen schlug den Karton, und sie wurden mit einigen der gelben Photonen verstrickt. Da wir, welchen Weg sie nahmen wissen – sie treffen den Ausschnitt – ihre Staaten zu nehmen, auf einen bestimmten Wert. Die gelben Photonen, die verstrickt sind übernehmen bestimmte ergänzende Werte.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Forscher Maßen die verschränkten Zustand eines Paares von Photonen mit nur einem Photon des verschränkten Paares. In früheren Arbeiten um zu sehen, den verschränkten Zustand musste man beide Photonen messen.

"Was am faszinierendsten ist dieses Experiment ist, wie die Informationen in Zwillingsphotonen," Lemos erzählte Leben Wissenschaft. "Wie in einem verschränkten Zustand [dieser] abrufbar durch ein Photon."

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