Вчені хочуть створити вірус Шредінгера
Найвідомішим уявним експериментом у квантовій механіці, безсумнівно, є «кіт Шредінгера» (Schrödinger's cat). Тварина, яка перебуває між життям і смертю, наче переносить капризи квантового світу на класичні об'єкти. Фізики з інституту квантової оптики Макса Планка (Max-Planck-Institut für Quantenoptik) та Інституту фотонних наук (Institut de Ciencies Fotoniques - ICFO) мріють провести схожий досвід у реальності.
Квантова механіка стверджує, що, будучи спостерігається, кожна частка може бути лише у дискретних станах. Тобто вимір, наприклад, спина може дати лише два значення "вгору" або "вниз". Але ще в 1930-х роках австрійський фізик Ервін Шредінгер (Erwin Schrödinger) показав, що до проведення вимірювання частка перебуває в суперпозиції можливих станів і тільки в момент спостереження «колапсує» до одного з них.
Зазвичай у такому невизначеному положенні живуть крихітні неживі об'єкти, наприклад атоми. Що ж вийде, якщо спробувати створити суперпозицію квантових станів для більшого об'єкта, який ще й відноситься, за деякими уявленнями, до світу живої природи?
Доктор Оріол Ромеро-Ісарт (Oriol Romero-Isart) та його колеги пропонують провести експеримент із «підвішування» вірусу тютюнової мозаїки (tobacco mosaic virus) у суперпозиції двох квантових станів. Його стрижнеподібна форма (50 нанометрів у діаметрі та 1 мікрометр у довжину) найбільше сподобалася вченим.
Спочатку вони пропонують помістити вірус у вакуум, де його зловить у пастку створене лазером електромагнітне поле. Потім іншим лазером команда дослідників має намір уповільнити рух вірусу, доки він зовсім не зупиниться в одному з найнижчих енергетичних станів.
Як тільки це станеться, фізикиза допомогою фотона змусять його перейти в суперпозицію двох квантових станів: до проведення вимірювання вірус, за ідеєю, повинен перебувати в «суміші» руху та нерухомості одночасно.
Вже зараз деякі вчені заперечують наукову цінність експерименту. Так, багато хто з них вважає, що вірус не можна назвати живим організмом. На що Ромеро-Ісарт відповідає: те саме можна зробити з мікроскопічними тихоходками (Tardigrada). Науці відомо, що вони можуть вижити у космічному вакуумі протягом кількох днів. Вони вже точно цілком згодяться на роль «кота Шредінгера».
Є ще одне заперечення. «Я абсолютно впевнений, що вірус, який можна порівняти за розмірами з мікроскопічним неживим об'єктом, поводитиметься так само, як і неорганічна молекула», — каже професор Мартін Пленіо (Martin Plenio) з Імперського коледжу Лондона. Тим не менш, і йому цікаво було б спробувати провести подібний експеримент, адже квантова механіка припускає, що теоретично в суперпозиції станів може виявитися навіть такий великий об'єкт, як автомобіль або людина. Щоб дізнатися, наскільки це реально, треба з чогось почати.