量子レベルでの粒子の予測不可能な動作により、量子システムの研究は非常に困難になります。オーストリアの物理学者エルヴィン・シュレーディンガーは、この現象を説明するために、特に動物向きではないモチーフを選びました。シュレーディンガーの有名な猫は、生存の可能性が 50% しかありませんでした。
シュレーディンガーの猫: だから箱の中は危険だったんだ
人気のあるシナリオは次のように機能します。猫が閉じた箱の中にいます。この箱には、放射性物質のほか、崩壊の際に発生する放射線の検出器や致死量の毒物も入っている。このカウンター検出器が原子の放射性サンプルを 1 つだけ検出した場合、毒瓶は砕け、シュレーディンガーの猫は死にます。
箱は閉じられていますが、猫が生きているのか死んでいるのかは不明です。箱を開けて明確になるまでは、両方のオプションの状態で存在します。この比喩は、粒子が同時に複数のエネルギー状態で存在できる量子重ね合わせの概念を示すことを目的としています。
状態は見て初めて分かります。あるエネルギー状態から別のエネルギー状態へのこの突然の遷移は、量子ジャンプと呼ばれます。
研究者たちは子猫を救いたいと考えている
解決策は、量子飛躍を予測して操作することです。 Sciencealert によると、イェール大学の科学者たちはこの変化を予測することに成功したという。量子ビットと呼ばれる人工原子を使うことで、エネルギー状態の変化を間接的に観察することができた。
観測は以下のように成功しました。3台のマイクロ波発生器を使用して、3D形状のアルミニウム筐体内の量子ビットを照射しました。マイクロ波放射は量子ビットのエネルギー状態を変化させ、追加の放射がボックスを監視します。量子ビットが基底状態にあるとき、放射線はエネルギー粒子を生成し、量子ビットがジャンプしようとすると再び消滅します。
ジャンプというよりトランジション
研究者らはまた、「キャットボックス」におけるいわゆる量子ジャンプは、突然のジャンプというよりはむしろ移行であることにも気づいた。このようにして、エネルギーの変化を特定して操作することもできます。これは、量子ジャンプは放射線のバーストによって防ぐことができ、シュレディンガーの猫は粉々になった毒で死なないことを意味します。
結論: 量子飛躍は長期的には予測不可能
原子はすでに遷移相にありますが、研究者の実験ではそれを検出し、遷移相を防ぐことができます。ただし、エネルギー変化はプロセス中にのみ検出でき、プロセス前には検出できないため、この方法は実際には予測的ではありません。
物理学者は量子ジャンプを火山の噴火に例えます。噴火は長期的には予測できません。これまでに得られた知識により、これまで制御できなかったジャンプを認識して防止できるようになります。それは間違いなくシュレーディンガーの猫を死から救うのに十分でしょう。
エルヴィン シュレーディンガーの理論は、多くの物理学者に成功した研究基盤を提供します。 しかし、有名な物理学者のこの理論は科学者の間で激しい議論を引き起こしました。暗黒物質は幻覚だろうか？ 重力理論に誤りがあった可能性があります。