Американски физик разрешава парадокса на котката на Шрьодингер
През 1935 г. великият физик, Нобелов лауреат и основател на квантовата механика Ервин Шрьодингер формулира своя прочут парадокс, илюстриращ феномена на нелокалността, произтичащ от феномена на квантовото заплитане.
Ученият предположи, че ако вземете определена котка и я поставите в непрозрачна стоманена кутия с „адска машина“, след час тя ще бъде жива и мъртва едновременно. Механизмът в кутията е следният: вътре в брояча на Гайгер има микроскопично количество радиоактивен материал, който може да се разпадне само на един атом за час; в този случай може да не се разпадне със същата вероятност. Ако гниенето се случи, тогава механизмът на лоста ще работи и чукът ще счупи съда с циановодородна киселина и котката ще умре; ако няма гниене, тогава съдът ще остане непокътнат и котката ще бъде жива и здрава.
Ако не става дума за котка и кутия, а за света на субатомните частици, тогава учените биха казали, че котката е едновременно жива и мъртва, но в макрокосмоса това заключение е неправилно. Така че защо оперираме с такива концепции, когато става въпрос за по-малки частици материя? Илюстрацията на Шрьодингер е най-добрият пример за описване на основния парадокс на квантовата физика: според нейните закони частици като електрони, фотони и дори атоми съществуват в две състояния едновременно („живи“ и „мъртви“, ако си спомняте многострадалната котка). Тези състояния се наричат суперпозиции. Американският физик Арт Хобсън (Art-Hobson) от Университета на Арканзас (Arkansas State University) предложи своето решение на този парадокс.
„Измерванията в квантовата физика се основават на работата на някои макроскопични устройства, като брояч на Гайгер, които определят квантовото състояние на микроскопични системи – атоми, фотони.и електрони. Квантовата теория предполага, че ако свържете микроскопична система (частица) към някакво макроскопично устройство, което прави разлика между две различни състояния на системата, тогава устройството (брояч на Гайгер, например) ще премине в състояние на квантово заплитане и също ще бъде едновременно в две суперпозиции. Невъзможно е обаче да се наблюдава това явление директно, което го прави неприемливо ", казва физикът. Хобсън казва, че в парадокса на Шрьодингер котката играе ролята на макроскопично устройство, брояч на Гайгер, свързан с радиоактивно ядро, за да определи състоянието на разпадане или "не-разпадане" на това ядро. В този случай жива котка ще бъде индикатор за "не -разпад", а мъртва котка - индикатор за разпад. Но според квантовата теория котката, подобно на ядрото, трябва да бъде в две суперпозиции на живот и смърт.
Вместо това, според физика, квантовото състояние на котката трябва да бъде оплетено със състоянието на атома, което означава, че те са в "нелокална връзка" помежду си. Тоест, ако състоянието на един от заплетените обекти внезапно се промени в противоположното, тогава състоянието на неговата двойка също ще се промени по същия начин, без значение колко далеч са един от друг. В същото време Хобсън се позовава на експерименталното потвърждение на тази квантова теория. „Най-интересното в теорията на квантовото заплитане е, че промяната в състоянието на двете частици настъпва мигновено: нито една светлина или електромагнитен сигнал няма да има време да прехвърли информация от една система към друга. Така можем да кажем, че това е един обект, разделен на две части от пространството и без значение колко голямо е разстоянието между тях“, обяснява Хобсън.