Con mèo của Schrödinger có thể tồn tại trong đời thực?

Con mèo của Schrödinger có thể tồn tại trong đời thực?
Shutterstock

Bạn đã bao giờ đến nhiều nơi cùng lúc chưa? Nếu bạn lớn hơn nhiều so với một nguyên tử, câu trả lời sẽ là không.

Nhưng các nguyên tử và hạt bị chi phối bởi các quy tắc của cơ học lượng tử, trong đó một số tình huống có thể xảy ra khác nhau có thể cùng tồn tại.

Các hệ lượng tử được cai trị bởi cái gọi là “hàm sóng”: một đối tượng toán học mô tả xác suất của những tình huống có thể xảy ra khác nhau này.

Và những khả năng khác nhau này có thể cùng tồn tại trong hàm sóng như cái được gọi là "sự chồng chất" của các trạng thái khác nhau. Ví dụ, một hạt tồn tại ở nhiều nơi khác nhau cùng một lúc là cái mà chúng ta gọi là "chồng chất không gian".

Chỉ khi một phép đo được thực hiện thì hàm sóng "sụp đổ" và hệ thống kết thúc ở một trạng thái xác định.

Nói chung, cơ học lượng tử áp dụng cho thế giới nhỏ bé của các nguyên tử và hạt. Ban giám khảo vẫn chưa hiểu ý nghĩa của nó đối với các vật thể quy mô lớn.

Trong nghiên cứu của chúng tôi, xuất bản hôm nay ở Optica, chúng tôi đề xuất một thử nghiệm có thể giải quyết câu hỏi hóc búa này một lần và mãi mãi.

Con mèo của Erwin Schrödinger

Vào những năm 1930, nhà vật lý người Áo Erwin Schrödinger đã đưa ra thí nghiệm tư duy nổi tiếng của mình về một con mèo trong một chiếc hộp, theo cơ học lượng tử, có thể sống và chết cùng một lúc.

Trong đó, một con mèo được đặt trong một hộp kín, trong đó một sự kiện lượng tử ngẫu nhiên có khả năng giết chết nó là 50–50. Cho đến khi chiếc hộp được mở ra và quan sát thấy con mèo, cả hai con mèo đều đã chết sống cùng một lúc.

Nói cách khác, con mèo tồn tại dưới dạng một hàm sóng (với nhiều khả năng) trước khi nó được quan sát. Khi nó được quan sát, nó trở thành một đối tượng xác định.


Con mèo của Schrödinger là gì?

Sau nhiều cuộc tranh luận, giới khoa học vào thời điểm đó đã đi đến thống nhất với quan điểm “Diễn giải Copenhagen”. Điều này về cơ bản nói rằng cơ học lượng tử chỉ có thể áp dụng cho các nguyên tử và phân tử, nhưng không thể mô tả các vật thể lớn hơn nhiều.

Hóa ra họ đã nhầm.

Trong khoảng hai thập kỷ qua, các nhà vật lý đã tạo ra trạng thái lượng tử trong vật thể làm bằng hàng nghìn tỷ nguyên tử - đủ lớn để có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Mặc dù, điều này có chưa bao gồm chồng chất không gian.

Làm thế nào để một hàm sóng trở thành hiện thực?

Nhưng làm thế nào để hàm sóng trở thành một đối tượng “thực”?

Đây là cái mà các nhà vật lý gọi là "vấn đề đo lượng tử". Nó đã khiến các nhà khoa học và triết học bối rối trong khoảng một thế kỷ.

Nếu có một cơ chế loại bỏ tiềm năng chồng chất lượng tử khỏi các vật thể quy mô lớn, nó sẽ yêu cầu bằng cách nào đó "làm xáo trộn" hàm sóng - và điều này sẽ tạo ra nhiệt.

Nếu nhiệt lượng như vậy được tìm thấy, điều này cho thấy sự chồng chất lượng tử quy mô lớn là không thể. Nếu nhiệt lượng như vậy bị loại trừ, thì có khả năng thiên nhiên không ngại “là lượng tử” ở bất kỳ kích thước nào.

Nếu trường hợp sau là trường hợp, với công nghệ tiên tiến, chúng tôi có thể đặt các vật thể lớn thậm chí có thể là chúng sinh, thành các trạng thái lượng tử.

Đây là một minh họa của một bộ cộng hưởng trong chồng chất lượng tử. Sóng màu đỏ thể hiện hàm sóng.
Đây là một minh họa của một bộ cộng hưởng trong chồng chất lượng tử. Sóng màu đỏ thể hiện hàm sóng.
Christopher Baker, tác giả cung cấp

Các nhà vật lý không biết cơ chế ngăn cản chồng chất lượng tử quy mô lớn sẽ như thế nào. Theo một số người, đó là một lĩnh vực vũ trụ chưa biết. Khác nghi ngờ trọng lực có thể có một cái gì đó để làm với nó.

Người đoạt giải Nobel vật lý năm nay, Roger Penrose, cho rằng nó có thể là hệ quả của ý thức của chúng sinh.

Đuổi theo những chuyển động nhỏ

Trong hơn một thập kỷ qua, các nhà vật lý đã sốt sắng tìm kiếm một lượng nhiệt có thể chỉ ra sự xáo trộn trong hàm sóng.

Để tìm ra điều này, chúng ta cần một phương pháp có thể ngăn chặn (càng tốt càng tốt) tất cả các nguồn nhiệt “dư thừa” khác có thể cản trở phép đo chính xác.

Chúng ta cũng cần phải kiểm tra một hiệu ứng gọi là “phản ứng ngược” lượng tử, trong đó hành động quan sát chính nó tạo ra nhiệt.

Trong nghiên cứu của mình, chúng tôi đã xây dựng một thí nghiệm như vậy, có thể tiết lộ liệu sự chồng chất trong không gian có khả thi đối với các vật thể quy mô lớn hay không. Tốt nhất thí nghiệm cho đến nay đã không thể đạt được điều này.

Tìm câu trả lời với chùm tia nhỏ rung động

Thí nghiệm của chúng tôi sẽ sử dụng bộ cộng hưởng ở tần số cao hơn nhiều so với tần số đã được sử dụng. Điều này sẽ loại bỏ vấn đề nhiệt từ tủ lạnh.

Như trường hợp của các thí nghiệm trước, chúng ta sẽ cần sử dụng tủ lạnh ở nhiệt độ 0.01 độ kelvin trên độ không tuyệt đối. (Độ không tuyệt đối là nhiệt độ thấp nhất có thể về mặt lý thuyết).

Với sự kết hợp giữa nhiệt độ rất thấp và tần số rất cao này, các rung động trong bộ cộng hưởng trải qua một quá trình được gọi là “ngưng tụ Bose”.

Bạn có thể hình dung điều này là bộ cộng hưởng trở nên đông đặc đến mức nhiệt từ tủ lạnh không thể làm lung lay nó, thậm chí không một chút.

Chúng tôi cũng sẽ sử dụng một chiến lược đo lường khác, hoàn toàn không nhìn vào chuyển động của bộ cộng hưởng mà là lượng năng lượng mà nó có. Phương pháp này cũng sẽ ngăn chặn nhiệt phản ứng mạnh mẽ.

Nhưng chúng ta sẽ làm điều này như thế nào?

Các hạt ánh sáng đơn lẻ sẽ đi vào bộ cộng hưởng và phản xạ lại vài triệu lần, hấp thụ bất kỳ năng lượng dư thừa nào. Cuối cùng chúng sẽ rời khỏi bộ cộng hưởng, mang theo năng lượng dư thừa đi.

Bằng cách đo năng lượng của các hạt ánh sáng phát ra, chúng ta có thể xác định xem có nhiệt trong bộ cộng hưởng hay không.

Nếu có nhiệt, điều này cho thấy một nguồn không xác định (mà chúng tôi không kiểm soát) đã làm rối loạn chức năng sóng. Và điều này có nghĩa là không thể để chồng chất xảy ra ở quy mô lớn.

Mọi thứ có phải là lượng tử không?

Thử nghiệm mà chúng tôi đề xuất là một thử thách. Đó không phải là thứ bạn có thể ngẫu nhiên sắp đặt vào một buổi chiều Chủ nhật. Nó có thể mất nhiều năm phát triển, hàng triệu đô la và một loạt các nhà vật lý thực nghiệm lành nghề.

Tuy nhiên, nó có thể trả lời một trong những câu hỏi hấp dẫn nhất về thực tại của chúng ta: mọi thứ có phải là lượng tử không? Và vì vậy, chúng tôi chắc chắn nghĩ rằng nó đáng để nỗ lực.

Đối với việc đặt một con người, hoặc con mèo, vào trạng thái chồng chất lượng tử - thực sự không có cách nào để chúng ta biết điều này sẽ ảnh hưởng đến bản thể đó như thế nào.

May mắn thay, đây là một câu hỏi mà chúng tôi không cần phải suy nghĩ, bây giờ.Conversation

Lưu ý

Stefan Forstner, Nghiên cứu viên Sau Tiến sĩ, Đại học Queensland

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Bạn cũng có thể thích

NGON NGU CO SAN

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

VOERSELF VOICE

người đàn ông ăn thức ăn nhanh
Đó không phải là về thức ăn: Ăn quá nhiều, nghiện và cảm xúc
by Jude bijou
Điều gì sẽ xảy ra nếu tôi nói với bạn một chế độ ăn uống mới có tên "Đó không phải là về thực phẩm" đang trở nên phổ biến và…
Nguyệt thực qua những đám mây màu. Howard Cohen, ngày 18 tháng 2021 năm XNUMX, Gainesville, FL
Tử vi: Tuần 22 - 28/2021/XNUMX
by Pam Younghans
Tạp chí chiêm tinh hàng tuần này dựa trên ảnh hưởng của các hành tinh và đưa ra các quan điểm và…
người phụ nữ đội vương miện hoa nhìn chằm chằm với ánh mắt không dao động
Giữ cái nhìn kiên định đó! Nhật thực và âm lịch từ tháng 2021 đến tháng XNUMX năm XNUMX
by Sarah Varcas
Mùa nguyệt thực thứ hai và cuối cùng của năm 2021 bắt đầu vào ngày 5 tháng XNUMX và có nguyệt thực ở…
hai hình ảnh của một người nhìn ngược chiều nhau
Ngoài quan điểm của chúng tôi: Nhận thức của chúng tôi đến từ quan điểm của chúng tôi
by Marie T. Russell, InsideSelf.com
Mỗi chúng ta đều có kinh nghiệm, hệ quy chiếu và ý kiến ​​riêng. Điều này tạo ra…
Mặt trăng và các vì sao bị che khuất
Tử vi: Tuần 15 - 21/2021/XNUMX
by Pam Younghans
Tạp chí chiêm tinh hàng tuần này dựa trên ảnh hưởng của các hành tinh và đưa ra các quan điểm và…
hoa bồ công anh đang nở và một loại hạt khác
Tìm kiếm sự hoàn thiện về tinh thần: Niềm tin vào một ngày mai tốt đẹp hơn
by Marie T. Russell, InsideSelf.com
Là những sinh vật tâm linh, mà tất cả chúng ta đều là, chúng ta tìm cách đạt đến sự hoàn hảo, để đạt được sự viên mãn của mình…
người phụ nữ mỉm cười ngồi trên băng ghế công cộng
Tiếp tục phát triển: Tìm kiếm kiến ​​thức, trí tuệ và trực giác
by Marie T. Russell, InsideSelf.com
Cũng giống như mọi thứ trong tự nhiên, chúng ta đang phát triển. Mặc dù sự phát triển và thay đổi của chúng tôi có thể không rõ ràng…
hoa trên đồng cỏ trước đại dương với mặt trời ở chân trời
Tử vi: Tuần 8 - 14/2021/XNUMX
by Pam Younghans
Tạp chí chiêm tinh hàng tuần này dựa trên ảnh hưởng của các hành tinh và đưa ra các quan điểm và…
Tử vi Tuần hiện tại: Tháng 3 25th đến 31st, 2019
Tuần tử vi: Tháng 3 25th đến 31st, 2019
by Pam Younghans
Tạp chí chiêm tinh hàng tuần này dựa trên ảnh hưởng của các hành tinh và đưa ra các quan điểm và…
Điều gì nếu bạn đã tổ chức một bữa tiệc và không ai đến?
Điều gì nếu bạn đã tổ chức một bữa tiệc và không ai đến?
by Marie T. Russell, InsideSelf.com
Vì vậy, hãy dừng lại một phút và tự hỏi bản thân câu hỏi đó: "Điều gì sẽ xảy ra nếu tôi đã tổ chức một bữa tiệc và không ai đến?" . Gì…
Du hành giữa các thế giới: Nhắm mắt lại để bạn có thể nhìn thấy
Nhắm Mắt Để Bạn Có Thể Thấy: Du Lịch Giữa Các Thế Giới Và Tìm Cách Kết Nối Lại
by Fabiana Fondevila
Từ thuở sơ khai của nền văn minh nhân loại, hầu như tất cả các dân tộc trên Trái đất đã sử dụng một số…

Được chọn cho Tạp chí InnerSelf

ĐỌC MOST

Cách sống trên bờ biển có liên quan đến sức khỏe kém
Cách sống trên bờ biển có liên quan đến sức khỏe kém
by Jackie Cassell, Giáo sư Dịch tễ học Chăm sóc Ban đầu, Tư vấn Danh dự về Y tế Công cộng, Trường Y khoa Brighton và Sussex
Nền kinh tế bấp bênh của nhiều thị trấn ven biển truyền thống vẫn tiếp tục suy giảm kể từ khi…
Các vấn đề phổ biến nhất đối với các thiên thần trái đất: Tình yêu, sự sợ hãi và niềm tin
Các vấn đề phổ biến nhất đối với các thiên thần trái đất: Tình yêu, sự sợ hãi và niềm tin
by Sonja Grace
Khi bạn trải nghiệm việc trở thành một thiên thần trái đất, bạn sẽ phát hiện ra rằng con đường phục vụ đầy rẫy…
Làm thế nào tôi có thể biết những gì tốt nhất cho tôi?
Làm thế nào tôi có thể biết những gì tốt nhất cho tôi?
by Barbara Berger
Một trong những điều lớn nhất mà tôi đã khám phá ra khi làm việc với khách hàng hàng ngày là vô cùng khó khăn…
Vai trò của nam giới trong những năm 1970 Các chiến dịch chống phân biệt giới tính có thể dạy chúng ta về sự đồng ý
Vai trò của nam giới trong những năm 1970 Các chiến dịch chống phân biệt giới tính có thể dạy chúng ta về sự đồng ý
by Lucy Delap, Đại học Cambridge
Phong trào nam giới chống phân biệt giới tính những năm 1970 có cơ sở hạ tầng gồm các tạp chí, hội nghị, trung tâm dành cho nam giới…
Trung thực: Hy vọng duy nhất cho các mối quan hệ mới
Trung thực: Hy vọng duy nhất cho các mối quan hệ mới
by Susan Campbell, tiến sĩ
Theo hầu hết những người độc thân mà tôi đã gặp trong chuyến du lịch của mình, tình huống hẹn hò điển hình là đầy…
Một nhà chiêm tinh giới thiệu Cửu đỉnh của chiêm tinh
Một nhà chiêm tinh giới thiệu Cửu đỉnh của chiêm tinh
by Tracy Marks
Chiêm tinh là một nghệ thuật mạnh mẽ, có khả năng cải thiện cuộc sống của chúng ta bằng cách cho phép chúng ta hiểu…
Từ bỏ tất cả hy vọng có thể có lợi cho bạn
Từ bỏ tất cả hy vọng có thể có lợi cho bạn
by Jude bijou, MA, MFT
Nếu bạn đang chờ đợi một sự thay đổi và thất vọng vì nó không xảy ra, có thể nó sẽ có lợi cho…
Liệu pháp chữa bệnh bằng Chakra: Nhảy múa về phía Nhà vô địch bên trong
Liệu pháp chữa bệnh bằng Chakra: Nhảy múa về phía Nhà vô địch bên trong
by Công viên Glen
Nhảy Flamenco là một niềm vui để xem. Một vũ công flamenco giỏi toát lên sự tự tin tột độ…

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.