Kvantefysikk kan være en rar verden der ting oppfører seg på måter som i utgangspunktet kanskje ikke gir mening. Tankeeksperimentet fra "Schrödinger's Cat" ble designet for å demonstrere noen av disse egenskapene, nemlig at atomer og molekyler kan eksistere i to forskjellige tilstander samtidig til noen tar en titt på dem. Nå har en gruppe forskere brukt dette kvanteparadokset for å fange opp de komplekse indre virkningene av molekylers innside mer detaljert enn noen gang før.
Relatert innhold
- Fem praktiske bruksområder for "nifs" kvantemekanikk
I årevis ble Schrödingers katt antatt å være et spesielt grusomt tankeeksperiment. Som opprinnelig ble utarbeidet av Erwin Schrödinger, innebar det å sette en katt i en forseglet boks og gi den en sjanse på 50/50 for å bli utsatt for giftgass. Inntil boksen er åpnet, regnes katten som både levende og død. De siste årene har forskere imidlertid vist at det er mer enn bare et tankeeksperiment - ikke bare kan partikler eksistere i to tilstander samtidig, men de kan til og med eksistere to steder på samme tid, rapporterer Tia Ghose for LiveScience .
Dette faktum har ført til noen interessante utviklinger. Forskere ved Stanford Universitys SLAC National Accelerator Laboratory brukte en grønn optisk laser for å i det vesentlige dele opp et jodmolekyl i versjoner av seg selv - en begeistret tilstand og en ikke-opphisset tilstand. Ved å skyte røntgenstråler mot tvillingmolekylene, den såkalte "kattetaten", klarte de å fange begge versjonene i et "røntgenhologram, " skriver Jennifer Ouelette for Gizmodo . Ved å strenge sammen en serie av disse bildene laget forskerne en stop-motion-video, skriver hun. De la ut resultatene sine på arXiv pre-print server, et papir som siden har blitt akseptert for publisering av tidsskriftet Physical Review Letters.
"Vi ser at det begynner å vibrere, med de to atomene som vender mot og bort fra hverandre som om de ble sammen med en fjær, " sier Phil Bucksbaum, en SLAC-forsker og professor i Stanford. ”Samtidig ser vi bindingen mellom atomene bryte, og atomene flyr ut i tomrommet. Samtidig ser vi dem fortsatt koblet sammen, men henge med en stund på litt avstand fra hverandre før vi flytter inn igjen. Etter hvert som tiden går ser vi vibrasjonene dø ned til molekylet er i ro igjen. ”
Alt dette skjer i en billion sekund, men det kan føre til ny utvikling i kvanteforskning. Ved å sy hvert øyeblikksbilde tatt av røntgenpulsene sammen, var forskerne i stand til å lage en svært detaljert film som viser begge tilstandene på samme tid. Forskere kan til og med bruke denne teknikken for å lage detaljerte sekvenser fra data samlet inn i tidligere eksperimenter med kvantefysikk for å få et nytt glimt av hva som foregår i kattetilstanden, rapporterer Ouelette.
"Metoden vår er grunnleggende for kvantemekanikken, så vi er ivrige etter å prøve den på andre små molekylære systemer, inkludert systemer som er involvert i syn, fotosyntese, beskyttelse av DNA mot UV-skade og andre viktige funksjoner i levende ting, " sier Buckbaum i en uttalelse.
Ved å bruke denne teknikken kunne forskere snart få ny innsikt i hvordan kvantefysikk påvirker biologiske systemer og prosesser.
