【脂肪是薛定諤的貓如何？】

明道

【脂肪是薛定諤的貓如何？】

 

薛定諤的貓有 57 的 macroscopicity

最近幾年物理學家施加了更大的物件到量子疊加態 — — 薛定諤貓發現本身在好奇狀態的國家。

現在，德國的研究人員設計了量化這些物件是由只是如何宏觀和地面仍然需要多少前貓組成的一種方式，其他熟悉的專案可以在同一時間在兩個或多個量子態中舉行。

埃爾溫 · 薛定諤著名思想實驗涉及到一個框，直到觀察員看它是同時活著和死了一隻貓。

這是一個極端的例子，稱為的疊加在其中如原子或光子的物理系統可以存在於兩個或多個量子態，直到測量它提出的量子效應。

雖然疊加是微觀世界的常規功能，從未見過在我們的日常生活。

一些物理學家認為這個難題解決了量子力學以上大小分攤比額表只打破了。

相反，其他人可以相信過渡是更逐漸與它變得日益困難較大的量子物體留在疊加。

這是因為對量子態環境雜訊的影響本質上是相同，使測量。

只是多大是大嗎？

要找出量子世界究竟如何以及在何處結束和古典的一開始，物理學家們施加了更大和更大的物件到量子疊加。

這些包括原子達到原子的"噴泉"和作雙縫樣實驗中干涉自己的超大分子內不同高度的群體。

此外發現了微安的電流，在同一時間在周圍超導電路相反方向流動。

但是，一直沒有明確圖的優點，物理學家可以使用比較大小或"macroscopicity"的不同的實驗。

以前，研究人員定義此數量是以系統的特定國家，但這種方法不是完全客觀。

例如，如果計數粒子在分子中的，它不是明確衡量的尺度應否分子包含的原子的數量或相反的所有其質子、 中子和電子的總和。

最小的修改

現在斯特凡 · 尼姆裡希特和克勞斯 · Hornberger 的杜伊斯堡-埃森大學已定義 macroscopicity 的實驗用來實現某一量子狀態而不是作為國家本身的屬性。

他們設計了一個一般的數學運算式來描述需要到動態的薛定諤方程進行摧毀某一量子狀態的最小修改。

某一給定的實驗結果的 macroscopicity 然後由這類修改的數目確定結果已排除了與更宏觀的結果排除了更多的修改。

這項計畫主要依賴更持久疊加出更多的修改 — — 這兩個更強部分與較短的一致性時間，以及一些較弱的關聯規則後知道的持續時間或"一致性時間"的問題，疊加。

但物件的品質也重要的與一個更大規模的分子，例如，排除了修改打火機一段給定的一致性時間只會比一個大類。

這兩個參數，與第三個相關的疊加，規模產量單個數位，μ 的對數刻度，這樣物件的疊加狀態有作為的疊加為 10μ秒中存在單電子的同一 macroscopicity。

巨大的分子

尼姆裡希特和 Hornberger 發現到目前為止最宏觀疊加做是使用 356 原子的分子。

這項實驗進行 2010 年的維也納大學帶領的協作，他們是一部分，製作 12 的 μ。

這對還顯示原子干涉儀產生高 μ 值，但因為其微妙的量子態最後只有幾個毫微秒，因為電子具有相比的原子和分子的這種低品質的超導量子干涉器件 （SQUIDs），同時使用許多電子，創建疊加的電流產生較低值。

展望未來，研究人員估計，集群組成的一些半百萬金原子可能轉移到約 23 μ。

但他們計算的自干擾氧化矽納米球能產量是差不多高的 macroscopicities。實驗在這種情況下用雙縫干涉儀是在概念上更直截了當比維也納集團，需要 3 個獨立的衍射光柵。

然而，根據尼姆裡希特，這是技術上的困難因為它涉及到降低到它的量子地面狀態，沒有人已設法尚未做納米的熱運動。

球形貓

即使可以克服這種障礙，物理學家將仍然有一些方法去之前實現薛定諤的貓。

通過類比貓作為一個 4 公斤的水領域並假定它存在一秒鐘的疊加同時坐在兩個地方相隔 10 釐米的間距，尼姆裡希特和 Hornberger 計算它會有的約 57 μ。

尼姆裡希特指出的那樣，這是相當於現有的一些 1039倍出宇宙的年齡為 1057 s — — 疊加一個電子。"一個永遠不應永遠不說，"他補充說，"但我們可能永遠不能夠把一隻貓放在量子疊加態"。

事實上，根據托尼 • 萊格特的伊利諾伊大學厄巴納-尚貝恩分校，在實驗室中研究了量子物件的屬性之間的這個鴻溝，那些薛定諤的貓一樣的物件應為任何定義的 macroscopicity 奠定基礎。

我的本能反應是雖然這篇論文中的思想是一個聰明，它正面臨無關的方向，他說。

而不是指其配方的量子力學，macroscopicity 應改為反映我們的 '常識' 直覺的一個電子被無限期的狀態和一隻貓正在處於無限期的狀態之間的差異。

這項研究發表在物理評論快報.

關於作者

愛德溫 · 卡特是一個設在羅馬的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fapr%2F25%2Fhow-fat-is-schrodingers-cat