Кот Шредингера выжил при высокой температуре — это считалось невозможным

Автор: Антон Мерзляков. Фото: University of Innsbruck/Harald Ritsch

«Считается, что высокие температуры разрушают квантовые эффекты. Однако группа исследователей впервые показала, что квантовые состояния могут существовать даже при высоких температурах», — сообщают в interesting engineering.

Исследователи создали и измерили горячее состояние «кота Шредингера» при температуре 1,8 Кельвина (минус 271,3 градуса Цельсия), что близко к абсолютному нулю (минус 273,15 градуса Цельсия). Такая температура может показаться весьма низкой, но ученые говорят, что это намного выше, чем температуры в милликельвинах, при которых обычно наблюдается квантовая суперпозиция. Впрочем, полагается: высокая температура разрушает квантовые эффекты, но оказывается, что это не так.

«Кот Шредингера» — это мысленный эксперимент в области квантовой физики, предложенный в 1935 году. В нем описывается кот, помещенный в герметичную коробку с устройством, способным его убить. Шредингер предположил, что до тех пор, пока коробка не открыта и за ней не наблюдают, кот считается и живым, и мертвым. Этот эксперимент иллюстрирует квантовое состояние, в котором частицы могут существовать в нескольких состояниях одновременно, пока их не измерят, — оно также известно как квантовая суперпозиция.

До сих пор ученые полагали, что кота Шредингера можно создать, предварительно снизив энергию объекта до самого низкого уровня через охлаждение. Для этого требовались чрезвычайно низкие температуры (около милликельвинов), чтобы свести к минимуму тепловой шум. Это ограничивает возможности многих квантовых технологий лабораторными условиями и препятствует их полноценному использованию. Но авторы исследования нашли способ решить эту проблему.

Если опустить подробности, то, как упоминалось выше, эксперимент дал возможность создать и измерить «кота Шредингера» при температуре 1,8 Кельвина, когда температура окружающей среды микроволнового резонатора оставалась на уровне 0,03 Кельвина. «Наша работа показывает, что можно наблюдать и использовать квантовые явления даже в менее идеальных и более теплых условиях. Если мы сможем создать необходимые взаимодействия в системе, температура в конечном счете не будет иметь значения», — заключили в тексте.