naukanews

Mechanika kwantowa gołym okiem

Pamiętacie, jak mówiliśmy o tym, jak będziemy przechowywali dane w przyszłości? Wspomnieliśmy tam, że w komputerach przyszłości istotną rolę może odegrać mechanika kwantowa. Wydawało się to jednak abstrakcyjną przyszłością. Już nie jest.

Do tej pory to była tylko zabawa dla fizyków, niedostępna dla
normalnych ludzi. Wszystko dlatego, że mechanika kwantowa odpowiada raczej za zjawiska w świecie elektronów i atomów, nie naszym. To właśnie się zmienia. Grupie naukowców udało się zaobserwować efekty kwantowe gołym okiem.

Jak donosi Nature, naukowcy stworzyli obiekt kwantowy, znajdujący się jednocześnie w dwóch stanach: ruchu i spoczynku. To nic nowego, w świecie mechaniki kwantowej wszystko może się znajdować w tak zwanej superpozycji, czyli złożeniu dwóch różnych stanów. Dzieje się tak, dopóki nie zaczniemy takiego obiektu badać. Dopiero wtedy obiekt przyjmuje jeden ze stanów.

Nie jesteście pewni, czy rozumiecie? Już wyjaśniam.

Wyobraźcie sobie drzwi. Mogą być albo otwarte, albo zamknięte na klucz, jednak się tego nie dowiemy, dopóki ktoś nie naciśnie klamki. Okaże się wtedy, w którym stanie („otwartości” czy „zamkniętości”) się znajdują. Gdyby drzwi podlegały zasadom mechaniki kwantowej, można by powiedzieć, że przed doświadczeniem, jakim jest naciśnięcie klamki, drzwi znajdują się w superpozycji otwartości i zamkniętości.

Sztuczka myślowa? W skali drzwi – tak, ale w skali małych obiektów, na przykład elektronów założenie superpozycji stanów ma kolosalne znaczenie. Bo elektron może zmieniać przybierać określony stan z pewnym prawdopodobieństwem. Co więcej, to prawdopodobieństwo może być zmienne w czasie. Drzwi mogą być „najprawdopodobniej otwarte” dziś, a jutro – „najprawdopodobniej zamknięte”. I to bez woźnego, który od drugiej strony majstruje przy zasuwie.

Oczywiście to tylko przykład, który ma działać na wyobraźnię. Wiemy, że drzwi są albo zamknięte, albo otwarte. Koniec, kropka. Jednak naukowcom udało się udowodnić, że nasze pojmowanie świata musi się zmienić również w naszej skali. Zaprezentowali drzwi otwarte i zamknięte.

Ich „drzwi” to mały kawałek metalu, schłodzony do tak niskiej temperatury, że osiągnął swój najniższy stan energetyczny. Następnie użyli kwantowej sztuczki, by równocześnie zaczął się ruszać i pozostał w spoczynku. Nikt wcześniej nie otrzymał takiego obiektu, który byłby tak duży.

Tak, tak – bójcie się. Wkrótce i wy będziecie głodni i najedzeni, zmęczeni i pełni życia. I to wszystko na raz. [Nature, Kottke]


podobne treści