Niesporczak Schrödingera został wprowadzony w stan kwantowej superpozycji

Niesporczak to niepozorne zwierzę o mikroskopijnych rozmiarach, a jednak przyczyniło się do naukowego przełomu.

Dzielne niesporczaki

Rozmiary niesporczaka nie przekraczają milimetra długości, ale zwierzę jest niebywale wytrzymałe. Jest w stanie przetrwać ekstremalne temperatury, olbrzymie ciśnienia i nie przeszkadza im nawet kosmiczna próżnia.

Dlaczego niesporczak stał się gwiazdą? Otóż wszystko przez kota Schrödingera, a raczej niesporczaka Schrödingera. Po raz pierwszy stwierdzono, że żywe zwierzę jest splątane kwantowo i żyje.

Splątanie kwantowe zaczęto stosować do coraz bardziej złożonych obiektów, obecnie prawdopodobnie po raz pierwszy obejmuje wielokomórkową formę życia. Niektórzy fizycy kwestionują jednak, że to prawdziwe splątanie.

Splątanie kwantowe

Splątanie kwantowe jest procesem tak dziwnym, że Einstein odmówił zaakceptowania go. Stany splątanych cząstek są ze sobą powiązane, tak że z ogromnej odległości nawet drobna zmiana powoduje natychmiastowe skutki.

Zespół fizyków, w której znalazł się Polak, dr hab. Tomasz Paterek, wprowadził w stan splątania niesporczaka. To niebywałe intrygujące, nawet jeśli chodzi o zwierzę zbyt małe, by można je było zobaczyć gołym okiem.

Autorzy opisali splątanie zamarzniętego niesporczaka w dwa obwody. Mikroskopijne zwierzęta posiadają niebywałe zdolności – mogą zawiesić swoje funkcje życiowe, gotować się, zamarzać, by później wrócić do normy.

Układ kwantowy

Do eksperymentu wykorzystano niesporczaki schłodzone do temperatury 0,01°C powyżej zera absolutnego. W takiej temperaturze umieszczono je na kubicie, czyli kwantowym układzie, który może znajdować się w dwóch stanach jednocześnie.

Dalsze badania pokazały, że niesporczaki były splątane kwantowo, tak że wszelkie zmiany stanów kwantowych kubitów powodowały w nich zmiany. Na tym jednak nie zakończono eksperymentu.

Siedemnaście dni później niesporczaki ogrzano i umieszczono w wodzie o temperaturze pokojowej. Jednemu z nich udało się przeżyć. I tutaj zaczyna się debata na temat niesporczaka Schrödingera.

Niesporczak Schrödingera

Czy w niskiej temperaturze zwierzę przeżyło, czy znajdowało się w stanie głębokiej hibernacji? Paterek uważa, że nie żyło. W trakcie analiz nie zaobserwowano żadnych śladów reakcji biochemicznych. Jak więc przetrwało?

Niesporczak, zupełnie jak hipotetyczny kot, znalazł się w stanie zawieszenia, gdzieś na granicy życia i śmierci. Chodzi o superpozycję, czyli kwantowy stan, w którym można znaleźć się w dwóch stanach jednocześnie – niesporczak był żywy i nieżywy.

Więc niesporczak był żywy, czy martwy? A może istniał w obydwu stanach jednocześnie? Niesporczak Schrödingera wywołał spore zamieszanie w świecie nauki i rozpoczął debatę, która szybko się nie zakończy.