|  | 30 июня 2017 | Новости науки и техники

Ученые выяснили воздействие квантового эффекта Зенона на кота Шредингера

Кот Шредингера


Вы, наверняка, не раз слышали о так называемом коте Шредингера. Это мысленный эксперимент, в котором животное из семейства кошачьих помещено внутрь коробки с неким смертоносным механизмом. "Спусковым крючком" этого механизма является атом радиоактивного элемента, который может распасться в произвольный момент времени. С точки зрения стороннего наблюдателя и законов квантовой механики кот внутри ящика находится в так называемом состоянии квантовой суперпозиции, он и жив и мертв одновременно. Но, если наблюдатель заглянет в ящик, то состояние суперпозиции моментально разрушается, и состояние системы превращается в одно из двух определенных состояний, соответствующих мертвому или живому животному.

Теперь представьте себе, что наблюдатель очень часто заглядывает в коробку с котом, со скоростью в тысячи раз в секунду. Постоянное нарушение квантового состояния системы может приблизить или, наоборот, отсрочить роковой момент. Этот эффект замедления или ускорения называется квантовым эффектом или анти-эффектом Зенона (quantum Zeno effect), соответственно.

Квантовый эффект Зенона получил название по аналогии с парадоксом летящей стрелы, выдуманным греческим философом Зеноном. В любой момент времени летящая стрела является неподвижной, как же она тогда перемещается? Все вышесказанное верно и по отношению к атомам, квантовое состояние которых изменяется со временем.

Эффект или анти-эффект Зенона являются реальными эффектами и очень часто наблюдаются по отношению к атомам. Но как измерения некоторых параметров могут ускорить или задержать момент распада радиоактивного атома, который убьет кота Шредингера? Ответ кроется в физике процесса измерения. Для того, чтобы получить информацию о квантовой системе требуется, чтобы эта система, пусть и на короткий промежуток времени, должна соприкоснуться с окружающей средой. Это, в свою очередь, означает, что факт проведения измерений обязательно приведет к нарушению состояния квантовой системы.

Но что произойдет, если состояние системы было нарушено, но никакая информация о системе не была передана во внешний мир? Проявились бы эффект или анти-эффект Зенона по отношению к такой системе?

Ответ на этот вопрос попыталась получить группа ученых из Вашингтонского университета, возглавляемая Кайтером Мерчем (Kater Murch). Ученые использовали для этих целей атом, выступающий в роли кубита квантовой системы, на который оказывалось воздействие методом так называемого "квазиизмерения", нового типа измерений, оказывающих влияние на атом, но не допускающий получения информации о его квантовом состоянии.

В результате экспериментов ученые выяснили, что даже квазиизмерения, при которых не производится обмена информацией, приводят к возникновению квантового эффекта Зенона. А это, в свою очередь, можно и нужно использовать при разработке новых технологий управления квантовыми системами, которые являются основными компонентами будущих квантовых компьютеров и коммуникационных систем.




Ключевые слова:
Квантовый, Эффект, Зенон, Кот, Шредингера, Измерение, Информация, Атом, Кубит, Состояние

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Физики нашли способ восстановления информации, "теряемой" при квантовых и ...
  • Ученым удалось "размножить" кошку Шредингера
  • Ученые создали "крупный вариант" кошки Шредингера
  • Ученые придумали способ поместить живой организм в состояние квантовой супе ...
  • Ученые пытаются создать большую кошку Шредингера




  • 30 июня 2017 11:43
    #1 Написал: interim

    Публикаций: 0
    Комментариев: 168
    все хорошо, но при чем тут кот?
    кот используется для затуманивая вопроса теми, кто сам не смыслит в КМ и не понимает, что такое измерение))
    в принципе, кота можно смело убрать и оставить лишь радиоактивный атом, состояние которого регистрируется любым классическим прибором (счетчиком Гейгера, к примеру). а кот - лишняя часть такого измерительного устройства.


    --------------------
        
    30 июня 2017 19:21
    #2 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 12
    что за квазиизмерения? и что нельзя измерить квантовую систему, чтобы не было контакта с внешней средой?
        
    30 июня 2017 21:32
    #3 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 378
    Что с котом что без кота мало что понятно,
    Мне это напоминает рулетку, рулетка уже содержит в себе и выигрыш и проигрыш одновременно, а проявляется он только при наблюдателе. это гениальная догадка. Причем если рулетку синхронизировать с другой такой же, а потом вынести в другую комнату, они покажут один результат, невероятно, они связанны волшебством. Давайте строить рулеточный компьютер и рулеточную связь, только осталось придумать как угадывать выпадающие цифры, невероятно сложная задача, ну и синхронизированные рулетки посылать по почте сложно и вроде бы бессмысленно ,но ведь есть волшебная связь, поэтом будем посылать.
        
    30 июня 2017 23:39
    #4 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 229
    Состояние СУПЕРПОЗИЦИИ в отличае от рулетки, которая имеет огромное количество вариантов, имеет только три состояния:
    1) Частица может БЫТЬ в момент измерения.
    2) Частицы может НЕ БЫТЬ в момент измерения.
    3) До момента измерения частица СУЩЕСТВУЕТ и НЕСУЩЕСТВУЕТ одновременно - что и называется состоянием СУПЕРПОЗИЦИИ.

    В отличае от рулетки, где для специалиста ПОЛНАЯ ЯСНОСТЬ ее функционирования по заданным программам, то в области квантового состояния частиц понимания пока нет!
    Например:
    Доказано на практике что если взять объём ВАКУУМА глубоко экранированный от внешних воздействий с потенциальной энергией близкой к нолю, то даже в нем можно зарегестрировать ФЛУКТУАЦИИ (появление и исчезновение различных частиц), превышающих энергию самого вакуума на несколько порядков.
    Существует множество теорий, однако очевидно одно:
    - Частицы непрерывно появляются и сразу проваливаются в некое подпространство, недоступное прямого ИЗМЕРЕНИЯ. Очевидно можно предположить что ВАКУУМ находится в состоянии постоянной СУПЕРПОЗИЦИИ, а следовательно является ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СРЕДОЙ, находящийся в четвёртом (недоступном для нас измерении).
    Собственно состояние СУПЕРПОЗИЦИИ и есть это загадочное четвёртое ИЗМЕРЕНИЕ и представляет ИНТЕРЕС для науки. Если понять его сущность и научиться использовать, то теоретически можно ИЗ НИЧЕГО получать КВАРКИ, из них БОЗОНЫ, из них НЕЙТРОНЫ и ПРОТОНЫ, из них АТОМЫ, из них любые необходимые МОЛЕКУЛЫ. А главное делать это практически без затрат энергии даже в АБСОЛЮТНОМ ВАКУУМЕ. Такие технологии позволят Человечеству открыть ПЕРСПЕКТИВЫ превышающие возможности "ИНОПЛАНЕТЯН" даже в самых невероятных фантазиях...
    Это например позволит использовать ТЕМНУЮ ЭНЕРГИЮ и осваивать ТЕМНУЮ МАТЕРИЮ из которых на 98% состоит Вселенная, а так же останавливать ВРЕМЯ и мгновенно перемещаться на любые РАССТОЯНИЯ!
    Короче Человечество сегодня напоминает СЛЕПОГО, который заглядывает в ПРОПАСТЬ, стремясь воссоздать детальную картину окружающего пространства...
    Состояние СУПЕРПОЗИЦИИ - ключ к неизведанному Миру, забытый у нас неизвестным соседом, неизвестно от какого замка.
        
    1 июля 2017 04:52
    #5 Написал: cmp167

    Публикаций: 0
    Комментариев: 149
    то даже в нем можно зарегестрировать ФЛУКТУАЦИИ (появление и исчезновение различных частиц),


    Излучение Хокинга, флуктуации пропорциональны напряженности гравитационного поля, Закон сохранения энергии не нарушается, где бы взять энергию достаточную чтобы достать из вакуума хотябы пару атомов.
        
    2 июля 2017 10:59
    #6 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 229
    Излучение Хоккинга - совсем другая (гравитационная) флуктуация. Здесь же речь идёт об эффекте Казимира.
    Например:
    Между двумя близко расположенными металлическими зеркалами в вакууме наблюдаются динамические резонации вакуума в результате которых рождаются частицы (в основном кварки и фотоны). Если разогнать зеркала до релятивистских скоростей, то количество и энергия этих частиц с приблежением к скорости света будет рости до бесконечности.
    Короче во время Межгалактических путешествий в будущем можно будет нарабатывать материю из НИЧЕГО без затрат энергии!!!
        
    3 июля 2017 15:10
    #7 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 496
    Helltorn, Во-первых, для того, чтобы разгонять что-либо до околосветовой скорости уже потребуется немало энергии, а во-вторых, ничего, кроме фотонов света определенной частоты так не получишь. А их и без этого можно получить сотней разных способов:)
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.