物理学で最も有名な運命のネコ、シュレーディンガーの猫に希望の粒があるかもしれません。
量子物理学における亜原子粒子の奇妙な状態を象徴する奇妙な思考実験では、箱に閉じ込められた猫は、箱が開かれるまで死んで生きています。
この真実の瞬間は瞬間的で完全に予測不可能であるとかつて考えられていました。しかし、ジャーナルNatureで6月3日に公開された研究では、イェールの物理学者はシュレディンガーの猫の行動を観察し、猫の運命を予測し、早すぎる死からも救うことができました。
この新しい発見により、物理学者は「プロセスを停止し、猫を生きた状態に戻すことができた」と、ハーバード大学の物理学者で研究の共著者の1人であるMichel Devoretは、Live Scienceに語った。
物理学では、シュレーディンガーの猫は、50-50の確率で崩壊する粒子を持つ箱に猫を閉じ込める思考実験です。粒子が崩壊すると、猫は死にます。そうでなければ、猫は生きます。ただし、箱を開けるまでは、猫に何が起こったのかわからないため、猫は複数の状態（複数のエネルギーなど）で電子と他の素粒子が同時に存在するのと同じように、死んだ状態と生きている状態の両方の重ね合わせで存在します。レベル）それらが観察されるまで。粒子が観察され、ランダムに1つのエネルギーレベルのみを占めることを選択する場合、これは量子ジャンプと呼ばれます。物理学者は当初、量子ジャンプは瞬間的で離散的であると考えていました。そして突然、粒子はある状態または別の状態になります。
しかし、1990年代になると、粒子が最終的な状態に入る前に、粒子がジャンプするときに線形の経路をたどると、より多くの物理学者が疑い始めました。当時、物理学者はそれらの軌跡を観察する技術を持っていなかったと研究に関与していなかった南カリフォルニア大学の物理学者であるトッド・ブランは言った。そこで登場するのがDevoretと彼の共著者です。
イェール大学の物理学者は、原子に明るい光を当て、量子ジャンプが発生するにつれて光がどのように散乱するかを観察しました。彼らは、量子ジャンプが離散的ではなく連続的であり、特定の「飛行」経路に保持された異なる離散的エネルギーレベルにジャンプすることを発見しました。
物理学者が原子が近づく特定の状態を知ると、彼らはその飛行を逆転させることができ、適切な強さと適切な方向に力を加えることで、イェール大学の物理学者ズラトコミネフ氏は述べた。ジャンプの種類を正しく識別することは、飛行をうまく逆転させるために重要であると彼は付け加えた。 「それは非常に不安定です」とミネフはLive Scienceに語りました。
ブランのような一部の物理学者は、この発見に驚かない：「これは誰も予測したことと何ら変わりはない」とブランはライブサイエンスに語った。 「興味深いのは、実験的に実施したことです。」
新しい発見は、物理学者が重力波を観測するレーザー干渉計重力波観測所（LIGO）のような研究施設にとって特に重要であるとDevoretは言いました。これらの研究施設では、量子ノイズとも呼ばれる粒子予測不可能性は、正確な測定を行うための科学者の努力の悩みの種です。
「物理学者が言いたいように、量子ノイズでは、神でさえあなたが測定するものを知ることができない」とデボレットは言った。この研究を利用して、物理学者は量子ノイズを「ミュート」し、より正確な測定を行うことができます。
粒子、およびシュレーディンガーの猫の運命は、長期的には常にいくらか予測不可能である、とデボレットは言った。彼と彼の共著者の主な発見は、彼らの運命は彼らが起こるときに観察し予測することができるということです。
「それは火山の噴火に少し似ている」とデボレットは説明した。
