Skoči na vsebino

100 let po rojstvu kvantne mehanike so Nobelovo nagrado podelili ljudem, ki so ubili Schrödingerevo mačko

Leta 1935 je bil Erwin Schrödinger že naveličan branja neumnosti. Od rojstva moderne kvantne mehanike ni minilo niti desetletje, a svet je bil že poln blodnih psevdofilozofskih razmišljanj o tem, kaj je resničnost.

Takrat je ubogi Erwin izgubil potrpljenje in se odločil, da nam bo povedal o svoji mački.

O srečni Schrödingrovi mački. O svoji mački, o zaprti neprosojni škatli in tudi o posodi s strupenim plinom. Posoda je nadzorovana z odpiralnim mehanizmom, ki deluje le, če se radioaktivni delec razgradi v določenem časovnem obdobju.

Po tem času je verjetnost, da je mačka mrtva, 50 %, verjetnost, da je živa, pa prav tako 50 %. »Če škatle ne odprete,« nam pravi standardna različica tega »paradoksa«, »bo mačka hkrati živa in mrtva«. Ali, povedano drugače, lahko smo bili mirni: dokler nismo odprli škatle, mačka ni bila resnično mrtva.

Po mnenju mnogih tolmačev bi bil pravzaprav tisti, ki odpre škatlo, tisti, ki ubije mačko.

Nihče ne razume ubogega Erwina. Zanimivo pri vsem tem je, da kljub temu, da je bil primer uporabljen do onemoglosti za ponazoritev ideje kvantne superpozicije, ga je Schrödinger uporabil za dokazovanje absurdnosti uporabe kategorij kvantne mehanike v realnem (makroskopskem) svetu. Za avstrijskega fizika bi bila mačka živa ali mrtva ne glede na to, ali bi odprli škatlo ali ne.

A kaj, če ni tako? Vendar pa je pol stoletja po vsem tem skupina raziskovalcev z Univerze v Berkeleyju menila, da to ni tako jasno. Že nekaj let je bilo znano, da nam manjka ključni del za razumevanje procesa molekularnega razpada.

To pomeni, da je »zmožnost posameznih delcev, da se razpadajo, dobro znana« (to je na primer fizikalno dejstvo, ki stoji za ogljikom-14); vendar pa je bilo glede na to, kar smo vedeli o fiziki, to nemogoče. Delci se ne bi smeli razpadati.

Med letoma 1984 in 1985 so John Clarke, Michel H. Devoret in John M. Martinis izvedli vrsto poskusov z zaprtim električnim krogom s superprevodniki in dokazali, da se je Schrödinger motil.

Kako je bil v zmoti? Kot sem rekel, je bil namen miselnega eksperimenta z mačko »dokazati absurdnost te situacije, saj posebne lastnosti kvantne mehanike na makroskopski ravni ponavadi izginejo. Kvantne lastnosti cele mačke ni mogoče dokazati v laboratorijskem eksperimentu«.

Vendar pa odkar so ti raziskovalci uspešno dokazali, da se lahko zelo nenavadne lastnosti kvantnega sveta opazijo tudi v večjem sistemu, nič od tega ni več tako jasno.

To zelo dobro pojasnjujejo ljudje, kot je Anthony Leggett, ker čeprav je »makroskopski sistem, sestavljen iz številnih Cooperjevih parov, še vedno za več velikostnih redov manjši od mačke«, je ključ eksperimenta v tem, da »obstajajo pojavi, ki vključujejo veliko število delcev, ki se skupaj obnašajo tako, kot napoveduje kvantna mehanika«.

Nobelova nagrada za ubitje mačke. »Bili bi zelo presenečeni, če bi se žoga nenadoma pojavila na drugi strani stene. V kvantni mehaniki se takšen pojav imenuje tunelski učinek in je prav tisti pojav, ki ji je prinesel sloves čudne in neintuitivne znanosti«, je pojasnil odbor za podelitev nagrade. To je prav tisto, kar so ti raziskovalci dokazali, da se lahko zgodi na makroskopski ravni.

A naredili so še nekaj več. In ne mislim na to, da so položili temelje, ki so nam omogočili ustvariti tehnološki sistem, ki ga poznamo: od tranzistorjev v računalniških mikročipih, ki jih vidimo povsod, do kvantne kriptografije. Ne. Mislim na zabrisanje zidu, ki je ločeval svet zelo majhnega od sveta, ki ga poznamo.

Na tej poti so »ubili mačko«, vendar je skozi vrzel, ki so jo odprli, prodrla nekatere najboljše znanstvene dosežke, ki jih imamo.

Deliti