Кот Шрёдингера стал еще больше. Физики создали самую большую в истории «суперпозицию» — квантовое состояние, в котором объект существует одновременно в множестве возможных местоположений. Новый эксперимент показал, что скопление из тысяч атомов может вести себя как волна и как частица. Об этом сообщает Nature.
Ученые из Венского университета поместила отдельные кластеры, состоящие примерно из 7000 атомов металлического натрия шириной около 8 нанометров, в суперпозицию различных мест. Все кластеры находились на расстоянии 133 нанометров друг от друга. Вопреки ожиданиям кластеры не проносились через экспериментальную установку, как бильярдный шар. Вместо этого они вели себя как волна, распространяясь в суперпозицию пространственно различных траекторий. Затем волны накладывались друг на друга и образовывали узор, который ученые могли обнаружить.
Команда сгенерировала пучок кластеров при температуре 77 градусов Кельвина (-196 °C) в сверхвысоком вакууме. Исследователи пропустили пучок через интерферометр, состоящий из трех решеток, созданных с использованием лазерных лучей. Первая решетка направляла кластеры через узкие зазоры, из которых они распространялись и двигались синхронно в виде волн. Затем они проходили через второй набор щелей, которые заставляли волны интерферировать, образуя характерный рисунок, который можно было обнаружить с помощью последней решетки.
Физик Сандра Эйбенбергер-Ариас заявила, что этот эксперимент, в котором объект размером с частицу белка или небольшого вируса, помещается в состояние суперпозиции, помогает ответить на важный, почти философский вопрос: «Существует ли переход между квантовым и классическим миром?».
В реальном мире объекты со временем становятся слишком сложными или слишком сильно взаимодействуют, чтобы поддерживать суперпозицию — это явление известно как декогеренция. Но существуют также расширения квантовой механики, известные как теории коллапса, которые предполагают, что после определенного момента система неизбежно сводится к классическому состоянию, даже в изоляции.
