Многим знаком мысленный эксперимент с воображаемым котом Шредингера, в котором бедное животное находится в закрытом ящике одновременно в живом и мертвом состоянии. Здесь речь идет о поведении субатомных частиц, когда становится возможным состояние пребывание в суперпозиции, когда каждого, к примеру, живого существа, возможны одновременно Мертвое и Живое состояния. Неведение в этом вопросе решается воображаемым заглядыванием в коробку с котом, когда по факту уже становится очевидным, жив кот или мертв.
Последнее исследование, результаты которого стали
доступны первого октября, позволили изучить состояние суперпозиции без
умерщвления пушистика. В принципе, кот вообще больше не нужен ни живой, ни его
остывший труп.
Доцент физики из Университета Хиросимы в Японии Хольгер
Ф. Хофманн сказал примерно следующее: Мы думаем, что цена, которую мы платим за
наблюдение никакая. Но мы ошибаемся. Чтобы видеть, нужен свет. А свет меняет
объект. Даже один фотон света передает энергию от или к объекту, который мы
рассматриваем.
Так происходит с котом Шредингера. В результате
исследований животное то умирает, то живет. Чтобы не платить столь жестокую
цену, пусть и воображаемую, Хофманн и Картик Патекар, который в то время был
всего лишь студентом по обмену и сегодня успешно трудится в Бомбейском
университете, провели эксперимент. Они задались вопросом, как избежать
сопутствующих потерь и обратились к математике.
Надо было понаблюдать, как происходят эти самые
состояния в квантовом мире. Конечно, ключевым заданием было изучение
разделенных двух этапов. В итоге, ученые должны были получить возможность
взглянуть на состояние кошки при помощи фотонов, которые передали бы информацию
о кошке без потерь данных состояния животного и его изменений.
Проблема в том, что как только начинается
считывание определенной информации, теряется ее другая сторона. Просто стирается.
То есть, чтобы узнать, жива ли кошка, надо было открыть коробку и заглянуть
туда. В таком случае, если при открытии крышки кот оказывается жив, информация
о его мертвом состоянии исчезает. И наоборот. Что, если вместо того, чтобы
открывать крышку, взять и установить изначально камеру внутри коробки и вести
наблюдение за всеми сторонами процесса?
Конечно, понятно, что наши камеры работают не так,
как можно представить себе мысленно в гуманном эксперименте, который задумали
ученые. Воображаемая камера должна была получать сразу два типа данных о том,
как изменилось состояние кошки в процессе съемки и остается ли животное живым после
взаимодействия. Получается, что никаких потерь в данных больше не будет. Ну, а в
зависимости от того, как решается изучить полученные изображения, извлекается
конкретная часть полученной информации.
Это как опыт с подбрасыванием монетки. Была ли она подброшена и в каком она была положении: орел или решка. Но узнать ответ на оба вопроса нереально. Но если вы знаете, как устроена квантовая сторона вопроса, то становится понятным и то, как все эти изменения происходят. А значит, можно дать ответ на оба вопроса, как если бы одновременно вернуть монету в ее состояние до подбрасывания.
С кошкой, в принципе, происходит все точно так же.
Но чем больше мы узнаем о текущем состоянии животного, тем больше мы изменяем все
остальные элементы. Но наблюдение текущего состояния помогает избежать
огромного числа помех, которые могут возникать в случае, когда человек
непосредственно вмешивается в процесс, открывая крышку ящика.
