Hogyan hat a kvantum Zénón hatás Schrödinger macskájára

Valószínűleg a legtöbb ember hallott már Schrödinger macskájáról, egy gondolatkísérletről, amely Erwin Schrödinger Nobel-díjas osztrák fizikus nevéhez fűződik. A kísérletben egy macska, egy olyan mechanikával felszerelt dobozba van zárva, ami egy rádióaktív anyag lebomlásakor aktiválódik és sugárzást enged ki. A dobozba való nézéssel összeomlik az atom hullámfüggvénye – ami matematikailag jellemzi az állapotát – és a “szuperpozíciós” állapotból egy definiált állapotba kerül, ami vagy végez a macskával, vagy élni hagyja.

Viszont azt már kevesen tudják hogyha rendszeresen nézünk a dobozba – másodpercenként több ezerszer – késleltethetjük vagy éppen felgyorsíthatjuk az állat végzetét. A késleltetést kvantum Zénón hatásnak, a felgyorsítást pedig kvantum anti-Zénón hatásnak nevezik.

A kvantum Zénón hatás, Zénón nevű görög filozófusról kapta a nevét. Zénon paradoxonjai közé tartozik a nyílvessző paradoxon – miszerint a nyílvesszőt, repülésének bármely időpontjában vizsgálva, a vessző mozdulatlan; ezért nem beszélhetünk mozgásról. Ehhez hasonlóan ha egy atomot folyamatosan vizsgálhatnánk, hogy az még a kiindulási állapotában van e, akkor mindig ott is találnánk.

Mind a Zénón mind pedig az anti-Zénón hatás valós és valós atomokkal történik. De a nagy kérdés az, hogy hogyan is működik? Egy mérés hogyan gyorsíthatja vagy lassíthatja le egy rádióaktív atom bomlását? És hogy mi is számít pontosan “mérésnek”?

A fizikusok válasza az, hogyha információt szeretnénk gyűjteni egy kvantum rendszerről, akkor a rendszernek kapcsolatba kell lennie a környezettel egy rövid pillanatig. Így a mérés, a környezettel való szoros kapcsolat miatt megzavarja a kvantum rendszert is.

Mi van akkor viszont ha a rendszert megzavarják anélkül, hogy ebből információt nyernének? Az atomok továbbra is engedelmeskednének a Zénón és anti-Zénón hatásnak?

Kater Murch, a Washington Egyetemről, csapatával egy mesterséges atom – úgynevezett kvantumbit – segítségével igyekszik megvizsgálni a kérdéseket. Hogy a mérés szerepéről pontosabb képet kapjanak, egy új mérési eljárást dolgoztak ki, ami megzavarja az atomot, azonban nem közöl semmit annak állapotáról – egy “kvázi mérést”.

Az eredmények szerint az ilyen kvázi méréseknél is fellép a Zénón hatás. Így a kísérletek új megközelítéseket nyernek a kvantummechanikai mérések terén és akár új módszereket is eredményezhetnek a kvantum rendszerek befolyásolására.

Forrás: journals.aps.org

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás