Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Шредингеровский кот (суперпозиция живого и мертвого кота) традиционно преподносится в учебниках как иллюстрация абсурдности применения квантовой механики к макроскопическим объектам. В этом мысленном эксперименте макроскопическая система (запертый в коробке кот) перепутана с микроскопической (атомное ядро, при распаде которого разбивается колба с ядом), в результате чего образуется суперпозиция состояний ïнераспавшееся ядро, живой кот и распавшееся ядро, мертвый кот.
В реальной жизни приготовить и тем более наблюдать такие состояния практически невозможно из-за их мгновенной декогерентизации при взаимодействии с окружением. Чем больше система, тем сильнее она подвержена влиянию внешней среды и тем быстрее теряет свои квантовые свойства. А где проходит та граница, что отделяет квантовое “микро” от классического “макро”? В работах [1] (Канада, Россия, Иран) и [2] (Швейцария) экспериментально реализовано перепутывание одного фотона со световым лучом, содержащим до 108 фотонов. На первом этапе единичный фотон пропускали через делитель пучка и получали когерентную суперпозицию двух мод, a и b (см. рис.), то есть фактически перепутывали фотон с вакуумом.
Схема эксперимента по наблюдению перепутывания микроскопического и макроскопического состояний света.
Затем путем интерференции моды a с интенсивным лучом света “переносили” такую микрозапутанность на макрозапутанность фотона с лучом. Как и в случае шредингеровского кота, при этом возникала суперпозиция двух макроскопических световых состояний, которые можно было различить классически, без использования детекторов с микроскопическим разрешением. Из-за технических несовершенств эффективность распознавания этих состояний составила 68% [1] против теоретической 90%. Интригующим направлением дальнейших исследований представляется попытка переноса запутанности фотона с оптическим полем на его запутанность с массивными объектами (например, за счет резонансного отражения светового луча от последних или радиационного давления на них). А голубой мечтой остается, конечно, контролируемое перепутывание двух макроскопических систем друг с другом.