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Des physiciens fabriquent le chat le plus gros de Schrödinger

Des physiciens fabriquent le chat le plus gros de Schrödinger

Imaginez un chat. Je suppose que vous avez envie d’un live. ce n’est pas important. Vous avez tort de toute façon – mais vous avez aussi raison.

C’est le précurseur de l’expérience de pensée d’Erwin Schrödinger pour décrire les états quantiques en 1935. Maintenant, les chercheurs ont réussi à créer le gros chat (c’est-à-dire énorme) de Schrödinger, testant les limites du domaine quantique et où il cède la place au classique. La physique.

Ainsi, l’expérience de Schrödinger est la suivante : un chat se trouve dans une boîte avec un poison qui se dégage de son emballage si un atome d’une substance radioactive, également présente dans la boîte, se désintègre. Puisqu’il est impossible de savoir si une substance se décomposera ou non dans un laps de temps donné, le chat reste vivant et mort jusqu’à ce que la boîte soit ouverte et qu’une vérité objective soit déterminée. (Vous pouvez en savoir plus sur l’expérience de pensée ici.)

De la même manière, les particules dans des états quantiques (qubits, si elles sont utilisées comme bits dans un ordinateur quantique) sont dans un état de superposition quantique (c’est-à-dire « vivantes » et « mortes ») jusqu’à ce qu’elles soient mesurées, moment auquel la superposition s’effondre. Contrairement aux bits informatiques ordinaires qui ont une valeur de 0 ou 1, les qubits peuvent être à la fois 0 et 1 en même temps.

Maintenant, les chercheurs ont rendu le chat de Schrödinger beaucoup plus lourd que ceux créés précédemment, et testent les eaux boueuses alors que le monde de la mécanique quantique cède la place à la physique classique au monde microscopique familier. leurs recherches publié Cette semaine dans Science.

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A la place du chat virtuel se trouvait un petit cristal, placé dans une superposition de deux états d’oscillation. Les états d’oscillation (vers le haut ou vers le bas) sont équivalents à la situation de vie ou de mort dans l’expérience de pensée de Schrödinger. Un cercle supraconducteur, qui est un qubit, a été utilisé pour représenter l’atome. L’équipe a attaché un champ électrique créant un matériau au circuit, permettant à sa superposition de se déplacer dans le cristal. Capish ?

Un graphique montrant le cristal (à gauche) et comment il est couplé à un circuit supraconducteur (en bas à droite).

« En mettant les deux états d’oscillation dans le cristal en superposition, nous avons effectivement créé un chat de Schrödinger pesant 16 microgrammes », a déclaré Yuen Zhu, physicien à l’ETH Zurich et auteur principal de l’étude, l’une des universités. lancement.

16 microgrammes équivaut à peu près à la masse d’un grain de sable, et c’est un gros chat au niveau quantique. Selon la version, il est « des milliards de fois plus lourd qu’un atome ou une molécule, ce qui en fait le chat quantique le plus gros à ce jour ».

Ce n’est pas la première fois que des physiciens testent si des comportements quantiques peuvent être observés dans des objets classiques. L’année dernière, une autre équipe Ils ont déclaré avoir empêtré des tardigradesbien qu’un certain nombre de physiciens aient dit à Gizmodo que cette affirmation était du pavot.

C’est un peu différent, car cette dernière équipe ne testait que la masse d’un objet dans un état quantique, pas le potentiel d’intrication d’un organisme vivant. Bien que ce ne soit pas dans les plans de l’équipe, travailler avec des groupes plus importants « nous permettra de mieux comprendre pourquoi les effets quantiques disparaissent dans le monde macroscopique des vrais chats », a déclaré Zhu.

Quant à la véritable frontière entre les deux mondes ? « Personne ne le sait », a écrit Matteo Fadel, physicien à l’ETH Zurich et co-auteur du document de recherche, dans un e-mail à Gizmodo. « C’est la chose intéressante, et la raison pour laquelle montrer des effets quantiques dans les systèmes de gain de masse est si sans précédent. »

La nouvelle recherche reprend la célèbre expérience de pensée de Schrödinger et lui donne quelques applications pratiques. Le contrôle des matériaux quantiques dans un état de superposition peut être utile dans un certain nombre de domaines où des mesures très précises sont nécessaires ; Par exemple, aidez Réduction du bruit dans les interféromètres qui mesurent les ondes gravitationnelles.

Fadell étudie actuellement « si la gravité joue un rôle dans la décohérence des états quantiques, en particulier si elle est responsable de la transition du quantique au classique comme suggéré il y a deux décennies par Penrose ». La gravité ne semble pas exister au niveau subatomique et n’est pas prise en compte dans le modèle standard de la physique des particules.

Quantum Realm est prêt Nouvelles découvertesMalheureusement c’est plein InconnuEt route barréeEt Nouveaux problèmes ennuyeux.

plusDes scientifiques sauvent le chat de Schrödinger

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