Pisica lui Schrodinger „trăiește” 23 de minute în superpoziție cuantică, într-un experiment care împinge limitele paradoxului
Un nou record a fost stabilit în fizica cuantică, deschizând uși spre înțelegerea fenomenelor la nivel atomic. Cercetătorii de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China au reușit să mențină atomi într-o stare de superpoziție cuantică timp de 23 de minute, conform unui studiu publicat pe platforma ArXiv. Această realizare împinge limitele paradoxului Pisicii lui Schrodinger, o ilustrare clasică a conceptului de superpoziție.
Ce înseamnă superpoziția și cum funcționează?
Superpoziția este o stare misterioasă în fizica cuantică, în care un obiect poate exista simultan în mai multe stări posibile. În acest context, un obiect subatomic, precum un foton sau electron, nu are o poziție sau o stare fixă, ci mai degrabă ocupă o serie de poziții probabile. Această comportare undulatorie a obiectelor subatomice le permite să existe într-un fel de dualitate de stare – până când sunt observate, moment în care starea lor „colapsează” într-una unică și definitivă. Acest principiu a fost ilustrat de fizicianul Erwin Schrodinger prin paradoxul Pisicii lui Schrodinger: o pisică într-o cutie sigilată, expusă unui eveniment radioactiv aleatoriu, ar putea fi considerată atât vie, cât și moartă până în momentul în care cutia este deschisă.
În noul experiment, oamenii de știință chinezi au reușit să mențină 10.000 de atomi de ytterbiu într-o stare de superpoziție pentru 1.400 de secunde (aproximativ 23 de minute), o realizare fără precedent în acest domeniu. Acești atomi au fost răciți la câteva miimi de grad peste zero absolut și au fost „prinși” cu ajutorul forțelor electromagnetice generate de lasere, pentru a stabiliza starea de superpoziție și a preveni colapsul rapid în starea unică, care, de regulă, durează doar câteva milisecunde.
Importanța prelungirii superpoziției cuantice
Realizarea menținerii superpoziției cuantice pentru o perioadă atât de lungă ar putea avea implicații profunde pentru viitorul tehnologiilor cuantice. De exemplu, ar putea contribui la dezvoltarea unor calculatoare cuantice extrem de stabile, capabile să păstreze informațiile într-un mod mult mai durabil decât tehnologiile actuale. O astfel de tehnică ar permite cercetarea efectelor magnetice subtile sau chiar a fenomenelor fizice exotice încă neînțelese.
Pentru a înțelege această performanță tehnică, trebuie menționat că menținerea superpoziției este adesea complicată de factori perturbatori din mediul înconjurător, care cauzează colapsul stării în doar câteva secunde sau chiar mai rapid. Totuși, echipa condusă de fizicianul Zheng-Tian Lu a reușit să ajusteze cu precizie parametrii laserului pentru a controla mișcarea atomilor și a păstra starea de superpoziție pentru un interval de timp nemaivăzut până acum.
Paradoxul lui Schrodinger: metafora unei noi realități?
Paradoxul Pisicii lui Schrodinger a fost inițial propus pentru a arăta absurditatea aplicării legilor cuantice la obiectele macroscopice, cum ar fi pisicile. În practică, superpoziția este observată doar la nivel cuantic, în special în cazul unor particule extrem de mici. Totuși, acest nou experiment ne apropie și mai mult de înțelegerea superpoziției la un nivel mai profund și deschide discuția despre posibilitatea extinderii acesteia la obiecte din ce în ce mai mari.
Pe măsură ce studiile continuă și tehnologiile de stabilizare a superpoziției se perfecționează, s-ar putea ajunge la descoperirea unor efecte cu totul neașteptate și fascinante. Totuși, deși studiul chinezilor este extrem de promițător, trebuie subliniat că încă nu a trecut printr-un proces complet de revizuire independentă, ceea ce înseamnă că descoperirea necesită validare suplimentară pentru a putea fi acceptată ca un nou standard în fizica cuantică.
Prelungirea superpoziției pentru intervale lungi de timp nu doar că ne aduce mai aproape de obiectivele tehnologiei cuantice, dar ne provoacă să ne reconsiderăm percepțiile asupra realității și limitele înțelegerii umane. S-ar putea ca într-o zi, paradoxul lui Schrodinger să nu mai fie doar o simplă metaforă, ci să ofere o bază de explorare concretă a naturii universului.