Kvantni Stanje u Superpoziciji: Nova Otkrića Iz Kine
Stanja u kvantnoj superpoziciji poznata su po svojoj iznimnoj osjetljivosti, no istraživači u Kini napravili su nevjerojatan korak naprijed stvarajući takvo stanje koje je trajalo nevjerojatnih 23 minuta i 20 sekundi. Ovaj rekordni rezultat ne samo da fascinira sam po sebi, već i sugerira nove mogućnosti za visoko precizna mjerenja i obradu informacija u kvantnim računalima – što bi moglo omogućiti znanstvenicima da ispituju granice fizičkih teorija.
Kako su to postigli?
Istraživanje, koje još uvijek čeka recenziju, proveli su znanstvenici s Fakulteta za znanost i tehnologiju u Kini. U njihovom eksperimentu, 10,000 atoma iterbijuma ohlađeno je na nekoliko tisuća dijelova stupnja iznad apsolutne nule i uhvaćeno svjetlom. Svaki atom mogao je biti kontroliran s velikom preciznošću i stavljen u superpoziciju dvaju vrlo različitih spin-stanja – što se naziva “kvantno mačje” stanje.
Što je “Kvantno Mačje” Stanje?
U poznatom Schrödingerovom eksperimentu s mačkom, mačka se nalazi zatvorena u kutiji s otrovom aktiviranim slučajnim kvantnim procesom. Bez otvaranja kutije, ne možemo odrediti stanje mačke; ona je istovremeno i živa i mrtva – dvije proturječne situacije u našoj ne-kvantnoj stvarnosti. U kvantnom svijetu, kvantna mačja stanja su superpozicije u kojima kvantno stanje može egzistirati na više načina istovremeno, iako je nemoguće odrediti koje je zapravo stanje – tako da je to u suštini sve njih u isto vrijeme.
Izvanredna Trajnost Kvantnog Stanja
Ono što je u novom eksperimentu fascinantno je trajanje ovog kvantnog mačjeg stanja. U prirodi, superpozicija se obično kolapsira u jedno ili drugo stanje u djeliću sekunde, no ovdje je trajala 1,400 sekundi. Tim istraživača vjeruje da bi uz bolji vakuumski sustav ovo stanje moglo trajati još duže.
Važnost Ove Istraživačke Provedbe
“To je zaista veliki korak jer u atomskoj strukturi stvara predivno mačje stanje koje je stabilno,” rekao je Barry Sanders s Univerziteta u Calgaryju, koji nije sudjelovao u studiji, za New Scientist. “Proučava se kako se sonde pomiču i miješaju, a promatranjem onoga što se događa, možete naučiti o stvarima koje s njima interagiraju.”
Širok Spektar Mogućnosti
Istraživanje pokazuje da postoji mnogo različitih elemenata koji se mogu koristiti za ove uređaje, a nije potrebno slijediti samo iterbijum. Međutim, pokazali su da je ova konkretna postavka s atomima iterbijuma iznimno osjetljiva za mjerenje magnetskih polja, s uzbudljivim aplikacijama.
Postignuća u Kvantnoj Fizici
Ovaj eksperiment nije jedini nedavni rekord u istraživanjima kvantnih mačaka. Prošle godine, istraživači su uspješno stavili najteži makroskopski objekt u superpoziciju. Bio je to kristal težine samo 16 mikrograma, što pokazuje da se područje kvantne fizike zaista razvija prema novim granicama mogućeg.
Ukratko, ovo istraživanje otvara vrata novim metodama u visokoj preciznosti mjerenja i mogućem razvoju kvantnih računala koja bi mogli zauvijek promijeniti naše razumijevanje temelja fizičkih znanosti.
Više o eksperimentu možete saznati u preprint radu dostupnom na ArXiv-u.
