Fisikawan telah mencetak rekor baru dengan kucing Schrödinger terberat: ScienceAlert

Sebuah kristal berosilasi kecil dengan berat sedikit lebih dari sebutir pasir telah menjadi objek terberat yang pernah tercatat dalam superposisi situs.

Fisikawan di Institut Teknologi Federal Swiss (ETH) di Zurich telah memasang resonator mekanis ke jenis sirkuit superkonduktor yang biasa digunakan dalam komputasi kuantum untuk mereplikasi eksperimen pemikiran terkenal Erwin Schrödinger dalam skala yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Ironisnya, Schrödinger akan agak skeptis bahwa sesuatu yang begitu besar—yah, apa saja—bisa ada dalam keadaan realitas yang ambigu.

Status superposisi tidak tertandingi dalam pengalaman kita sehari-hari. Tonton bola sepak jatuh, dan Anda dapat melacak laju jatuhnya dengan stopwatch. Posisi peristirahatan terakhirnya sejelas siang hari, dan bahkan bagaimana ia berputar saat terbang pun terlihat jelas.

Jika Anda menutup mata saat jatuh, tidak ada alasan untuk berpikir bahwa keadaan lokasi atau perilaku ini bisa berbeda. Namun, dalam fisika kuantum, fitur seperti posisi, putaran, dan momentum tidak ada artinya sampai Anda melihat bola berhenti di tanah.

Bersama dengan teori fisika kelas berat lainnya, Albert Einstein, Schrödinger tidak sepenuhnya tertarik pada interpretasi percobaan yang menunjukkan bahwa partikel tidak memiliki sifat yang tepat sampai pengamatan memberi mereka satu.

Untuk menunjukkan betapa absurdnya keseluruhan gagasan itu, peraih Nobel Austria menggambarkan sebuah skenario di mana lokasi partikel yang tidak teramati dikaitkan dengan kehidupan seekor kucing yang tak terlihat.

Bayangkan, jika Anda mau, sebuah partikel menyembur secara acak dari atom yang membusuk, mengenai penghitung Geiger, menyebabkan botol racun pecah, dan langsung membunuh seekor kucing. Karena semua ini terjadi di dalam sebuah kotak, peristiwa dan waktunya tetap tidak diperhatikan.

Pergi dengan apa yang dikenal sebagai Interpretasi Kopenhagen Dalam fisika kuantum, sistem tak kasat mata ada dalam keadaan semua kemungkinan sampai keadaan akhirnya diamati. Partikel dipancarkan dan tidak dipancarkan. Penghitung Geiger aktif dan tidak aktif. Botol racunnya pecah, bukan pecah. Dan kucing itu hidup dan mati.

Kamuflase yang mematikan ini hampir tidak mungkin untuk divisualisasikan tetapi mudah direpresentasikan persamaan gelombang Schrödinger.

Hampir seabad kemudian, Schrödinger bukan lagi lelucon. Telah diamati tidak hanya dalam molekul kecil tetapi dalam seluruh molekul (belum lagi kelompok ribuan atom). Kita bisa memanipulasi kotak untuk memastikan kucing tidak pernah mati. Kita bahkan bisa mengotak-atik pengaturan untuk memisahkan kucing. Faktanya, seluruh teknologi didasarkan pada prinsip yang sama dengan objek dalam keadaan superposisi.

Meskipun sebenarnya tidak ada kucing yang pernah terancam oleh eksperimen kuantum—karena moral, Anda tahu—teorinya tetap lugas. Objek besar seperti kucing, atau bahkan manusia, gajah, atau bahkan dinosaurus, dapat eksis dalam keadaan superposisi dengan cara yang sama seperti elektron, quark, dan foton.

Matematika tidak menyisakan ruang untuk keraguan, bagaimanapun, mengamati efek dari kehadiran kabur seperti itu dalam skala besar adalah cerita lain.

Pada tingkat atom, semburat takdir yang tidak terpenuhi dapat dilihat dengan peralatan yang cukup primitif. Seiring bertambahnya sifat-sifat objek, semakin sulit untuk secara empiris memperoleh tanda tangan superposisi.

Dalam percobaan terakhir ini, resonator gelombang suara bernada tinggi, atau habar, sebagai kucing 16,2 µg. Apa yang kurang pada kumis dan kepulan ikan, diimbangi dengan fakta bahwa ia dapat bersenandung dalam rentang frekuensi pendek saat ditenagai oleh arus.

“Dengan melapiskan dua keadaan osilasi dalam kristal, kami telah secara efektif menciptakan seekor kucing Schrödinger seberat 16 mikrogram,” Dia berkata Penulis utama dan fisikawan ETH Zurich Yiwen Chu.

Untuk peran atom radioaktif, penghitung Geiger, dan racun, Tim A mengirimsirkuit superkonduktor yang berfungsi sebagai sumber daya untuk eksperimen, sensor, dan superposisi.

Menghubungkan keduanya memungkinkan para peneliti untuk menggerakkan HBAR sehingga getarannya bergetar dalam dua fase secara bersamaan, sebuah fenomena yang kembali dalam transmisi.

Seberapa besar kemungkinan eksperimen di masa depan adalah pertanyaan terbuka. Dalam praktiknya, mendorong batas ukuran pada superposisi dapat mengarah pada cara baru untuk membuat teknologi kuantum lebih kuat atau membentuk dasar alat yang lebih sensitif untuk mempelajari materi dan alam semesta.

Pada dasarnya, masih ada pertanyaan tentang apa artinya materi berada dalam superposisi. Terlepas dari kemajuan puluhan tahun dalam membuat mekanika kuantum lebih tepat, ada Masih belum jelas Mengapa membuka kotak harus membuat perbedaan nasib kucing Schrödinger.

Apa artinya berubah mungkin menjadi kenyataan tetap menjadi misteri fisika partikel seperti ketika Schrödinger memimpikan idenya yang tidak masuk akal tentang seekor kucing yang seharusnya tidak.

Penelitian ini telah dipublikasikan di Ilmu.