Wyjątkowo długowieczny kot Schrödingera zbliżył się do teoretycznej granicy. Wielki sukces chińskich fizyków

Chińscy fizycy nie tylko stworzyli stan kwantowy, który okazał się niezwykle wytrzymały. Dodatkowo sprawili, że osiągnął on czułość o w zasadzie maksymalnej możliwej wysokości. Teraz autorzy tego przełomu wyjaśniają, jak go dokonali i co może z tego wyniknąć.
Wyjątkowo długowieczny kot Schrödingera zbliżył się do teoretycznej granicy. Wielki sukces chińskich fizyków

Publikacja z tym związana trafiła do Nature Photonics. Członkowie zespołu badawczego kierowanego przez przedstawicieli Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii wykorzystali bardzo schłodzone atomy, które zostały uwięzione, dzięki czemu mogły zostać poddane wyjątkowo precyzyjnym pomiarom. 

Czytaj też: Teoria Einsteina kryła tajemnicę przez 118 lat. Nowe prawo fizyki na horyzoncie

To ze względu na fakt, iż spin cząstek może mieć w świecie fizyki całą gamę zastosowań. Wyobraźmy sobie chociażby użycie go w formie sondy pozwalającej na pomiary pól magnetycznych czy bezwładności. Jakby tego było mało, istnieje szansa na identyfikację nieznanej dotychczas fizyki, której założenia sięgałyby poza ramy powszechnie uznawanego modelu standardowego. 

Z tego względu ostatnie sukcesy chińskich fizyków są tak gorącym tematem. Członkowie zespołu badawczego doprowadzili bowiem do sytuacji, w której pojawiła się superpozycja dwóch przeciwnie skierowanych i najbardziej oddalonych stanów spinowych. Ogromna czułość została przy tym ograniczona tzw. limitem Heisenberga. 

Kot Schrödingera to pojęcie odnoszące się do fenomenu z zakresu mechaniki kwantowej. Chińczycy utrzymali jego stan przez ponad dwadzieścia minut

Sam kot Schrödingera przetrwał natomiast przez ponad dwadzieścia minut, co z osobna zasługuje na wielkie uznanie. W praktyce oznacza to utrzymanie długotrwałej koherencji, czyli sytuacji, w której cząstki mogą pozostawać nienaruszone w stanie superpozycji. Są one wtedy ze sobą powiązane w sposób, który niejako przeczy zdrowemu rozsądkowi. Jest jednak jak najbardziej normalny z punktu widzenia mechaniki kwantowej.

Czytaj też: Spektakularne odkrycie w świecie fizyki. Światło rzuciło cień!

Na potrzeby eksperymentów ich autorzy wykorzystali atomy iterbu-173 ze spinem 5/2, które zostały uwięzione w sieci optycznej. Za pośrednictwem kontrolowanych impulsów laserowych badacze byli w stanie sprawić, że doszło do nieliniowych przesunięć światła w stanach podstawowych atomów. Ostatecznie doszło do pojawienia się superpozycji między spinami +5/2 oraz -5/2. Taki stan wykazuje wysoką odporność na zakłócenia, co zapewniło mu wyjątkową żywotność i możliwość utrzymania koherencji przez ponad dwadzieścia minut.