Новый парадокс квантовой механики: явление квантового чеширского кота

      Комментарии к записи Новый парадокс квантовой механики: явление квантового чеширского кота отключены

Новый парадокс квантовой механики: явление квантового чеширского кота

«Видала я котов без ухмылки. Но ухмылку без кота!..» — удивлялась Алиса, путешествуя по Стране чудес. Но в квантовом мире «улыбки» и «коты» в полной мере смогут существовать далеко друг от друга: ученые продемонстрировали, что нейтроны иногда путешествуют раздельно от собственных магнитных моментов.

В соответствии с законам квантовой физики частицы смогут в один момент пребывать в разных состояниях. В случае если, например, пучок нейтронов поделить надвое посредством кремниевого кристалла, отдельные нейтроны будут испытывать проблемы с «выбором пути» и окажутся на двух траекториях в один момент — в квантовой суперпозиции обоих вероятных состояний. Такая установка (нейтронный интерферометр) и была использована группой исследователей из Венского технологического университета, французских Университета Лауэ-Ланжевена в Гренобле и Университета Сержи-Понтуаз и Университета Чэпмена в Калифорнии, чтобы доказать существование «квантовых чеширских котов».

На нейтронном интерферометре пучок нейтронов был разделен надвое. Частицы, следующие по разным траекториям, были «переведены» в противоположные состояния, отличающиеся знаком проекции поясницы на направление перемещения нейтронов. После этого пучки снова объединили и направили на детектор, что фиксировал только нейтроны с хорошей проекцией поясницы, прошедшие по первому пути.

В случае если на этом пути поставить фильтр, отсеивающий часть нейтронов, детектор продемонстрирует понижение их числа. В случае если фильтр поставить на втором пути, на показаниях детектора это не отразится. Нейтроны владеют ненулевым поясницей, что порождает магнитный момент этих частиц и может изменяться при действии внешнего магнитного поля. При сведении нейтронных пучков появляется определенная интерференционная картина, которая обязана изменяться кроме того при маленьком трансформации спинов частиц.

Но при действии магнитного поля на первый (регистрируемый) пучок экспериментаторы не заметили никакого результата! В то время как магнитное поле, приложенное на пути второго (игнорируемого) пучка, оказало влияние на интерференционную картину.

Так, конкретно с измерительным прибором взаимодействовали только нейтроны, прошедшие по первому пути, но наряду с этим к действию магнитного поля был чувствительным только второй путь. Совокупность вела себя так, словно бы частицы отделены от их особенностей. Это явление может воображать и практический интерес: разделение их спина и частиц разрешит снизить шумы, воздействующие на результаты точных измерений, основанных на принципе квантовой интерференции.

    Фото Парадокс «квантового Чеширского кота»: нейтроны («коты») смогут перемещаться по верхнему пути, в то время как их поясницы («ухмылки») оказываются на нижнем.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№144, октябрь 2014).

Тайны квантовой физики


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: