Große "Schrödingers Cats" erstellt

Die imaginäre Katze bekannt als Schrödingers Katze, die sowohl lebendig und tot (oder auch nicht) bis sah, ist die bekannteste Darstellung der Real-Life-Phänomen bekannt als Überlagerung.

Nun, zum ersten Mal haben Wissenschaftler Überlagerung auf einer makroskopischen Skala von über einem halben Hof (0,54 Meter) gezeigt. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Überlagerung der Entfernungen und Fristen des Alltags möglich ist, sagten die Forscher.

Diese Forschung eines Tages helfen könnte, die Grenzen der Quantenphysik, Einblicke, die wissen, was Forscher über die Natur der Realität, umschreiben könnte potenziell nachgeben hinzugefügt Wissenschaftler. [5 Gründe können wir in einem Multiversum Leben]

Die skurrilen Gesetze der Quantenphysik deuten darauf hin, dass das Universum ein fuzzy, surreale Ort sein kann. Eine seltsame Konsequenz der Quantenphysik ist, dass Partikel können tatsächlich existieren in Staaten bekannt als "Überlagerungen." Das bedeutet, sie konnte buchstäblich gefunden werden an mindestens zwei Orten gleichzeitig, bis sie "beobachtet" – das heißt, bis sie mit ihrer Umgebung in irgendeiner Weise interagieren. Dieses Konzept ist häufig anhand der Gedankenexperiment Schrödingers Katze.

Überlagerungen sind sehr empfindlich. Sobald in irgendeiner Weise gestört, sie reduzieren oder "decohere", nur ein einziges Ergebnis. Die bisherige Forschung hat ergeben, dass Partikel wie Schrödingers Katze auf mikroskopischen Skalen handeln können, aber die Feinheit der Überlagerungen verhindert, dass Wissenschaftler erzeugen größere Beispiele für das Phänomen.

Indem auf ein Limit, Überlagerung und herauszufinden, auf welche Skala Quantum Physik könnte brechen, konnten Forscher entdecken Hinweise, die zwei scheinbar disparate Theorien verweisen können: Quantenphysik und der allgemeinen Relativitätstheorie, sagte Studienautor senior Mark Kasevich, Quantenphysiker an der Stanford University in Kalifornien. Erstere, die das Universum auf der kleinsten Ebene erklärt durch die Beschreibung des Verhaltens von allen bekannten Teilchen, und die Theorie der allgemeinen Relativitätstheorie während der letztere, die das Universum auf dem größten Stand, erklärt durch die Art des Raum-Zeit und Schwerkraft. Vereint die beiden böte eine bessere Beschreibung und Verständnis der Funktionsweise des Kosmos in seiner Gesamtheit.

Jetzt haben Forscher makroskopische Instanzen der Überlagerung, wie lebensgroße Versionen von Schrödingers Katze erstellt.

"Ich glaube, es ist erstaunlich, dass die physikalischen Gesetze dies zulassen," sagte Kasevich Leben Wissenschaft.

Die Wissenschaftler experimentierten mit ultrakalten Wolken, die jeweils etwa 100.000 Rubidium-Atomen. Mit einem Gitter von Laserstrahlen, angetrieben die Forscher diese Atom-Wolken, wie Brunnen, so dass sie Verhalten sich wie Pakete von Wellen.

Da diese Wellenpakete nach oben ins Leben gerufen wurden, aufgeteilt Laserpulse jedes Paket in zwei Wellenpakete, die Überlagerung mit einander waren. Die Wellenpakete rekombiniert nach der Reise einer kurzen Strecke, und durch die Analyse ihrer Eigenschaften, nachdem sie wieder vereint, können die Wissenschaftler sagen, ob sie in Überlagerung gewesen waren. In einem Zeitraum von ca. 1 Sekunde gelang den Forschern Überlagerung zu bewahren, auch wenn diese Wellenpakete durch Entfernungen von bis zu ca. 21,25 Zoll (54 cm), getrennt waren.

Die Schlüssel zu solchen makroskopischen Überlagerungen sind die Extreme Kälte – weniger als ein Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt, der kältesten theoretische Temperatur – sowie der schonende Umgang mit Licht, um Störungen zu minimieren, die um zu Dekohärenz führen könnte.

Kasevich betonte, dass "Wir Überlagerungen für Atome können zwar erstellen, dies bei größeren Objekten, zum Beispiel Menschen nicht möglich ist."

Die Forscher hoffen, ihre Arbeit zu mehr als 33 Fuß (10 m) in den nächsten Jahren zu verlängern, sagte Kasevich.

Sie detailliert ihre Entdeckungen in der 24 Dezember Ausgabe der Zeitschrift Nature.

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