Μπορεί να υπάρξει σπόρος ελπίδας για την πιο διάσημη καταδικασμένη από τη φυσική γάτα, τη γάτα του Schrödinger.
Στο περίεργο πείραμα σκέψης που συμβολίζει την περίεργη κατάσταση των υποατομικών σωματιδίων στην κβαντική φυσική, μια γάτα που είναι κλειστή σε ένα κιβώτιο είναι και νεκρή και ζωντανή μέχρι να ανοίξει το κουτί, οπότε η γάτα πέφτει νεκρά ή ευτυχώς μακριά.
Σκεφτήκαμε κάποτε ότι αυτή η στιγμή της αλήθειας ήταν στιγμιαία και εντελώς απρόβλεπτη. Αλλά σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 3 Ιουνίου στο περιοδικό Nature, οι φυσικοί του Yale ήταν σε θέση να παρακολουθήσουν τη γάτα του Schrödinger σε δράση, να προβλέψουν τη μοίρα της γάτας και ακόμη και να σώσουν τη γάτα από έναν πρόωρο θάνατο.
Με αυτό το νέο εύρημα, οι φυσικοί ήταν σε θέση να «σταματήσουν τη διαδικασία και να επιστρέψουν τη γάτα στην ζωντανή της κατάσταση», δήλωσε στο Live Science ο Michel Devoret, φυσικός του Χάρβαρντ και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης.
Στη φυσική, η γάτα του Schrödinger είναι ένα πείραμα σκέψης στο οποίο μια γάτα παγιδεύεται σε ένα κουτί με ένα σωματίδιο που έχει μια πιθανότητα 50-50 να αποσυντεθεί. Εάν το σωματίδιο διασπάται, η γάτα πεθαίνει. αλλιώς, η γάτα ζει. Μέχρι να ανοίξετε το κιβώτιο, ωστόσο, δεν έχετε ιδέα για το τι συνέβη με τη γάτα, έτσι υπάρχει σε μια υπέρθεση τόσο των νεκρών όσο και των ζωντανών καταστάσεων, ακριβώς όπως υπάρχουν ηλεκτρόνια και άλλα υποατομικά σωματίδια σε πολλαπλές καταστάσεις (όπως πολλαπλή ενέργεια επίπεδα) έως ότου παρατηρηθούν. Όταν ένα σωματίδιο παρατηρείται και τυχαία επιλέγει να καταλάβει ένα μόνο επίπεδο ενέργειας, λέγεται κβαντικό άλμα. Οι φυσικοί αρχικά πίστευαν ότι τα κβαντικά άλματα ήταν στιγμιαία και διακριτά: Poof! Και ξαφνικά, το σωματίδιο βρίσκεται σε μία ή την άλλη κατάσταση.
Αλλά στη δεκαετία του 1990, περισσότεροι φυσικοί άρχισαν να υποψιάζονται ότι τα σωματίδια ακολουθούν μια γραμμική πορεία καθώς παίρνουν το άλμα τους, πριν εισέλθουν στην τελική τους κατάσταση. Εκείνη την εποχή, οι φυσικοί δεν είχαν την τεχνολογία να παρατηρήσουν αυτές τις τροχιές, δήλωσε ο Todd Brun, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα. Εκεί έρχονται ο Devoret και οι συν-συγγραφείς του.
Οι φυσικοί του Yale έριξαν ένα έντονο φως σε ένα άτομο και διαπίστωσαν πως το φως διασκορπίστηκε καθώς συνέβη το κβαντικό άλμα. Διαπίστωσαν ότι τα κβαντικά άλματα ήταν συνεχείς και όχι διακριτά και ότι πηδούν σε διαφορετικά επίπεδα διακριτών ενεργειών που κρατούνται σε συγκεκριμένες διαδρομές "πτήσης".
Μόλις οι φυσικοί ήξεραν την συγκεκριμένη κατάσταση που πλησίαζε το άτομο, τότε μπορούσαν να αντιστρέψουν την πτήση, εφαρμόζοντας μια δύναμη προς τη σωστή κατεύθυνση με τη σωστή δύναμη, δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας και ο φυσικός του Πανεπιστημίου Yale, Ζλάτκο Μινέφ. Η σωστή ταυτοποίηση του είδους του άλματος ήταν κρίσιμη για την επιτυχή αναστροφή της πτήσης, πρόσθεσε. "Είναι πολύ επισφαλής," είπε ο Minev στην Live Science.
Μερικοί φυσικοί, όπως ο Brun, δεν εκπλήσσονται από την ανακάλυψη: "Αυτό δεν διαφέρει από τίποτα που είχε προβλέψει κανείς", δήλωσε ο Brun στην Live Science. "Το ενδιαφέρον είναι ότι το έκαναν πειραματικά."
Το νέο εύρημα είναι ιδιαίτερα σημαντικό για ερευνητικές εγκαταστάσεις όπως το Laser Observatory Gravitational-Wave (LIGO), όπου οι φυσικοί παρατηρούν βαρυτικά κύματα, δήλωσε ο Devoret. Σε αυτές τις ερευνητικές εγκαταστάσεις, η ασυμμετρία των σωματιδίων, που ονομάζεται επίσης κβαντικός θόρυβος, είναι ο ορίζοντας των προσπαθειών των επιστημόνων να κάνουν ακριβείς μετρήσεις.
"Όπως οι φυσικοί θέλουν να πουν, με κβαντικό θόρυβο, ούτε καν ο Θεός μπορεί να ξέρει τι θα μετρήσετε", δήλωσε ο Devoret. Χρησιμοποιώντας την έρευνα, οι φυσικοί μπορούν να "σίγασουν" τον κβαντικό θόρυβο και να κάνουν πιο ακριβείς μετρήσεις.
Τα σωματίδια και η τύχη της γάτας του Schrödinger θα είναι πάντοτε κάπως απρόβλεπτα μακροπρόθεσμα, δήλωσε ο Devoret. Αυτός και το κύριο συμπέρασμα του συν-συγγραφέων είναι ότι οι μοίρες τους μπορούν να παρατηρηθούν και να προβλεφθούν καθώς συμβαίνουν.
"Είναι λίγο σαν ηφαιστειακές εκρήξεις", εξήγησε ο Devoret, "είναι μακροπρόθεσμα απρόβλεπτες, αλλά βραχυπρόθεσμα, μπορείτε να δείτε πότε θα εκραγεί κάποιος".
