Možda postoji zrno nade za najpoznatiju fizičku kaznu, mačku Schrödingera.
U bizarnom misaonom eksperimentu koji simbolizira čudno stanje subatomskih čestica u kvantnoj fizici, mačka zatvorena u kutiju je i mrtva i živa dok se kutija ne otvori, kad točka mačka ili padne mrtva ili se sretno odmakne.
Nekad se mislilo da je taj trenutak istine trenutačan i potpuno nepredvidiv. No, u studiji objavljenoj 3. lipnja u časopisu Nature, fizičari iz Yalea uspjeli su promatrati mačku Schrödingera u akciji, predvidjeti mačiju sudbinu i čak je spasiti mačku od prerane smrti.
Ovim novim nalazom fizičari su uspjeli "zaustaviti proces i vratiti mačku u njegovo živo stanje", rekao je za Live Science Michel Devoret, fizičar s Harvarda i jedan od koautora studije.
U fizici, Schrödingerova mačka je misaoni eksperiment u kojem je mačka zarobljena u kutiji s česticama koja ima 50-50 mogućnosti propadanja. Ako čestica propadne, mačka umire; inače mačka živi. Dok ne otvorite kutiju, nemate pojma što se dogodilo s mačkom, pa on postoji u superpoziciji i mrtvih i živih stanja, baš kao što elektroni i druge subatomske čestice istovremeno postoje u više stanja (poput višestruke energije razine) sve dok ih ne promatramo. Kad se čestica promatra i nasumično odabere zauzeti samo jednu energetsku razinu, to se naziva kvantnim skokom. Fizičari su prvotno mislili da su kvantni skokovi trenutačni i diskretni: Poof! I odjednom, čestica se nalazi u jednom ili drugom stanju.
Ali u 1990-ima je sve više fizičara počelo sumnjati da čestice slijede linearni put dok izvode skok, prije nego što uđu u svoje konačno stanje. U to vrijeme fizičari nisu imali tehnologiju da bi pratili te putanje, rekao je Todd Brun, fizičar sa Sveučilišta Južna Kalifornija, koji nije bio uključen u istraživanje. Tu dolaze Devoret i njegovi koautori.
Yaleski fizičari obasjavali su jaku svjetlost atoma i promatrali kako se svjetlost raspršila dok se dogodio kvantni skok. Otkrili su da su kvantni skokovi kontinuirani, a ne diskretni, te da skaču na različite diskretne razine energije održane na određenim "letim" stazama.
Jednom kada su fizičari znali određeno stanje kojem se atom približavao, tada su bili u stanju preokrenuti taj let, primjenjujući silu u pravom smjeru i s pravom snagom, rekao je glavni autor i fizičar sa sveučilišta Yale Zlatko Minev. Ispravno prepoznavanje vrste skoka bilo je presudno za uspješno preokretanje leta, dodao je. "Vrlo je nesiguran", rekao je Minev za Live Science.
Neki fizičari, poput Bruna, nisu iznenađeni nalazom: "Ovo se ne razlikuje od onoga što je itko predvidio", rekao je Brun za Live Science. "Zanimljivost je da su je izveli eksperimentalno."
Novo otkriće posebno je značajno za istraživačke objekte poput Laser Interferometra gravitacijsko-valnog opservatorija (LIGO), gdje fizičari promatraju gravitacijske valove, rekao je Devoret. U tim istraživačkim objektima nepredvidivost čestica, koja se naziva i kvantni šum, okosnica je napora znanstvenika da izvrše točna mjerenja.
"Kao što fizičari vole reći, s kvantnim šumom ni Bog ne može znati što ćete mjeriti", rekao je Devoret. Pomoću istraživanja fizičari mogu "prigušiti" kvantni šum i napraviti točnija mjerenja.
Čestice i sudbina Schrödingerove mačke dugoročno će uvijek biti pomalo nepredvidive, rekao je Devoret. Glavni nalaz on i njegovih koautora jest da se njihove sudbine mogu promatrati i predvidjeti dok se dogode.
"To je pomalo nalik vulkanskim erupcijama", objasnio je Devoret, "dugoročno su nepredvidive. Ali u kratkom roku možete vidjeti kada će neko izbiti".
