Wetenschap
Krediet:Washington University in St. Louis
Je hebt vast wel eens gehoord van de kat van Schrödinger, die beroemd is gevangen in een doos met een mechanisme dat wordt geactiveerd als een radioactief atoom vervalt, straling vrijgeven. Door in de doos te kijken, stort de golffunctie van het atoom in - de wiskundige beschrijving van zijn toestand - van een "superpositie" van toestanden tot een definitieve toestand, die ofwel de kat doodt of hem nog een dag laat leven.
Maar wist je dat als je vaak in de kattenbak gluurt - duizenden keren per seconde - je de noodlottige keuze kunt uitstellen of, omgekeerd, versnellen? De vertraging staat bekend als het kwantum Zeno-effect en de versnelling als het kwantum anti-Zeno-effect.
Het kwantum Zeno-effect werd genoemd naar analogie met de pijlparadox bedacht door de Griekse filosoof Zeno:op elk willekeurig moment, een pijl tijdens de vlucht is onbeweeglijk; hoe kan het dan bewegen? evenzo, als een atoom continu gemeten zou kunnen worden om te zien of het zich nog in de begintoestand bevindt, het zou zich altijd in die staat bevinden.
Zowel de Zeno- als de anti-Zeno-effecten zijn echt en gebeuren met echte atomen. Maar hoe werkt dit? Hoe kan meting het verval van het radioactieve atoom vertragen of versnellen? Wat is "meten, " hoe dan ook?
Het antwoord van de natuurkundige is dat om informatie over een kwantumsysteem te verkrijgen, het systeem moet gedurende een korte periode sterk aan de omgeving worden gekoppeld. Het doel van meten is dus om informatie te verkrijgen, maar de sterke koppeling met de omgeving betekent dat het meten ook noodzakelijkerwijs het kwantumsysteem verstoort.
Maar wat als het systeem wordt verstoord, maar er geen informatie wordt doorgegeven aan de buitenwereld? Wat zou er dan gebeuren? Zou het atoom nog steeds de Zeno- en anti-Zeno-effecten vertonen?
De groep van Kater Murch aan de Washington University in St. Louis heeft deze vragen onderzocht met een kunstmatig atoom dat een qubit wordt genoemd. Om de rol van meting in de Zeno-effecten te testen, ze bedachten een nieuw type meetinteractie dat het atoom verstoort, maar niets leert over zijn toestand, wat ze een 'quasimometer' noemen.
Ze rapporteren in de 14 juni, 2017, probleem van Fysieke beoordelingsbrieven dat quasimetingen, zoals metingen, Zeno-effecten veroorzaken. Mogelijk zou het nieuwe begrip van de aard van metingen in de kwantummechanica kunnen leiden tot nieuwe manieren om kwantumsystemen te beheersen.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com