Левитирующие наноалмазы приблизили физиков к созданию кота Шредингера

Физики из Рочестерского университета приблизились к «выведению» реального аналога знаменитого кота Шредингера, научившись удерживать наноалмаз на лету при помощи луча лазера, заставляя наночастицу при этом светиться.1 / 2© Фото: University of Rochester/J. Adam Fenster© Фото: University of Rochester/J. Adam Fenster

МОСКВА, 7 сен – РИА Новости. Международный коллектив физиков разработал установку, которая способна удерживать на лету наночастицы алмазов при помощи луча лазера и при этом заставлять их светиться, что позволит использовать такие камни для создания своеобразного аналога знаменитого кота Шредингера, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

«Мы показали, что мы можем управлять состоянием спина электрона в атоме азота внутри таких левитирующих алмазов. Если мы сможем полностью остановить колебания самого алмаза, то это  позволит нам одновременно «тянуть» спин электрона вверх и вниз, что заставит алмаз находиться сразу в двух местах одновременно. Подобный любопытный феномен, который мы называем макроскопической версией кота Шредингера, крайне интересен для изучения», — заявил Леви Нойкирх (Levi Neukirch) из университета Рочестера (США).

© Фото: Barfuss et al. / Nature / University of BaselШвейцарские физики создали обратную версию «ящика» кота ШредингераКот Шредингера является «участником» мысленного эксперимента, который был предложен австрийским физиком Эрвином Шредингером в 1935 году, в ходе которого в закрытый ящик помещаются кот и механизм, открывающий емкость с ядом при распаде радиоактивного атома (которое может случиться или не случиться). В соответствии с принципами квантовой физики кот является одновременно и живым, и мертвым. Отсюда берет свое начало термин «квантовая запутанность».

Нойкирх и его коллеги очень близко подошли к осуществлению подобного эксперимента, экспериментируя с наноалмазами, внутри которых есть необычный дефект – единичное вкрапление в виде атома азота. Сегодня такие драгоценные камни широко используются в экспериментах по созданию квантовых компьютеров, так как спином электронов в них довольно легко оперировать.

Ранее физики из Рочестера заметили, что подобные алмазы можно заставить парить в воздухе при помощи лазерного луча. Это было не совсем то, что хотели получить ученые – они пытались оградить наночастицу от любых механических взаимодействий с окружающей средой, в том числе от столкновений с молекулами воздуха. Российские и канадские физики создали гигантского «кота Шредингера»

В новой порции экспериментов группа Нойкирха смогла заставить созданную ими «лазерную клетку» работать в условиях вакуума и научилась «тормозить» колебания алмаза внутри нее до такой степени, что его движениями будут управлять только законы квантовой физики. Это делает возможным не только создание аналога кота Шредингера, но и дает ученым возможность управлять состоянием квантовых систем при помощи механического воздействия на них.

Главной проблемой в этих экспериментах было то, что алмазы разрушались при попадании в вакуум буквально через доли секунды после начала эксперимента. Авторы статьи попытались решить ее простым способом – они «обернули» наночастицы в оболочку из кремния, что, однако, не уберегло их от испарения.

Пока физики не знают, как заставить драгоценные камни не самоуничтожаться при попадании в вакуум, однако они уверены, что им удастся справиться с этой задачей в ближайшие недели и месяцы, и создать первого «алмазного» и макроскопического кота Шредингера на Земле.