Kvantová fyzika může být divný svět, ve kterém se věci chovají způsobem, který nemusí zpočátku dávat smysl. Myšlenkový experiment „Schrödingerovy kočky“ byl navržen tak, aby demonstroval některé z těchto vlastností, konkrétně to, že atomy a molekuly mohou existovat ve dvou různých státech současně, dokud se na ně někdo neohlédne. Nyní skupina vědců použila tento kvantový paradox k zachycení komplexního vnitřního fungování vnitřků molekul podrobněji než kdykoli předtím.
Související obsah
- Pět praktických použití pro "Spooky" kvantovou mechaniku
Po celá léta byla Schrödingerova kočka považována za zvlášť hrůzostrašný experiment. Jak původně navrhl Erwin Schrödinger, zahrnovalo to vložení kočky do hermeticky uzavřené krabice a dal jí 50/50 šanci, že bude vystavena jedovatému plynu. Dokud se krabička neotevře, je kočka považována za živou i mrtvou. V posledních letech však vědci ukázali, že jde o víc než jen o myšlenkový experiment - nejen že částice mohou existovat ve dvou státech současně, ale mohou dokonce existovat na dvou místech současně, Tia Ghose hlásí pro LiveScience .
Tato skutečnost vedla k některému zajímavému vývoji. Vědci v laboratoři SLAC National Accelerator Laboratory na Stanfordské univerzitě použili zelený optický laser k rozdělení molekuly jodu na sebe samé - vzrušený stav a nevybuzený stav. Poté, vypalováním pulsů rentgenového záření na dvojčata, tzv. „Stav koček“, dokázali zachytit obě verze v „rentgenovém hologramu“, píše Jennifer Ouelette pro Gizmodo . Spojením řady těchto obrázků vědci vytvořili stop-motion video, píše. Výsledky zveřejnili na předtiskovém serveru arXiv, na papír, který byl od té doby přijat k publikování časopisem Physical Review Letters.
"Vidíme, že to začíná vibrovat, protože dva atomy se k sobě a od sebe otáčí, jako by byly spojeny pružinou, " říká Phil Bucksbaum, výzkumník SLAC a profesor Stanford. "Současně vidíme vazbu mezi atomy přerušenými a atomy odlétají do prázdnoty." Zároveň je vidíme stále propojené, ale chvíli se na chvíli vracejí, než se vracíme dovnitř. Jak plyne čas, vidíme, jak vibrace mizí, dokud molekula nebude opět v klidu. ““
To vše se děje za biliontinu sekundy, ale mohlo by to vést k novému vývoji v kvantovém výzkumu. Tím, že spojili každý snímek pořízený rentgenovými pulsy dohromady, byli vědci schopni vytvořit vysoce detailní film, který ukazuje oba stavy současně. Vědci mohou dokonce použít tuto techniku k vytvoření podrobných sekvencí z dat shromážděných v minulých experimentech s kvantovou fyzikou, aby získali další pohled na to, co se děje ve stavu kočky, hlásí Ouelette.
"Naše metoda je pro kvantovou mechaniku zásadní, proto ji velmi rádi vyzkoušíme na jiných malých molekulárních systémech, včetně systémů zapojených do vidění, fotosyntézy, chránění DNA před poškozením UV a dalších důležitých funkcí v živých věcech, " říká Buckbaum.
Pomocí této techniky mohli vědci brzy získat nový pohled na to, jak kvantová fyzika ovlivňuje biologické systémy a procesy.
