Bayangkan seekor kucing. Saya berasumsi Anda sedang membayangkan yang hidup. Itu tidak masalah. Bagaimanapun juga Anda salah—tetapi Anda juga benar.
Apa itu Penangkapan Karbon? Dengan Molly Taft dari Gizmodo | Teknologi
Ini adalah premis dari eksperimen pemikiran Erwin Schrödinger tahun 1935 untuk menggambarkan keadaan kuantum, dan sekarang, para peneliti telah berhasil menciptakan kucing Schrödinger yang gemuk (yang artinya, masif), menguji batas dunia kuantum dan di mana ia memberi jalan kepada teori klasik. fisika.
Eksperimen Schrödinger adalah sebagai berikut: Seekor kucing berada di dalam kotak dengan racun yang dilepaskan dari wadahnya jika atom zat radioaktif, juga di dalam kotak, meluruh. Karena tidak mungkin untuk mengetahui apakah zat tersebut akan membusuk dalam jangka waktu tertentu, kucing itu hidup dan mati sampai kotak dibuka dan beberapa kebenaran obyektif ditentukan. (Anda dapat membaca lebih lanjut tentang eksperimen pikiran di sini.)
Dengan cara yang sama, partikel dalam keadaan kuantum (qubit, jika digunakan sebagai bit dalam komputer kuantum) berada dalam superposisi kuantum (artinya, “hidup” dan “mati”) sampai diukur. , pada titik mana superposisi rusak. Tidak seperti bit komputer biasa yang memiliki nilai 0 atau 1, qubit dapat bernilai 0 dan 1 secara bersamaan.
Sekarang, para peneliti membuat kucing Schrödinger yang jauh lebih berat daripada yang dibuat sebelumnya, menguji air berlumpur di mana dunia mekanika kuantum memberi jalan kepada fisika klasik dari dunia makroskopis yang sudah dikenal. Penelitian mereka dipublikasikan minggu ini di jurnal Science.
Di tempat kucing hipotetis adalah kristal kecil, diletakkan di superposisi dua keadaan osilasi. Status osilasi (naik atau turun) setara dengan hidup atau mati dalam eksperimen pemikiran Schrödinger. Sirkuit superkonduktor, yang secara efektif merupakan qubit, digunakan untuk mewakili atom. Tim menggabungkan bahan pembuat medan listrik ke sirkuit, memungkinkan superposisi untuk ditransfer ke kristal. Capiche?
“Dengan menempatkan dua keadaan osilasi kristal dalam superposisi, kami telah secara efektif menciptakan kucing Schrödinger dengan berat 16 mikrogram,” kata Yiwen Chu, fisikawan di ETH Zurich dan penulis utama studi tersebut, dalam rilis universitas.
16 mikrogram kira-kira setara dengan massa sebutir pasir, dan itu adalah kucing yang sangat gemuk pada tingkat kuantum. Ini “beberapa miliar kali lebih berat daripada atom atau molekul, menjadikannya kucing kuantum paling gemuk hingga saat ini,” menurut rilis tersebut.
Ini bukan pertama kalinya fisikawan menguji apakah perilaku kuantum dapat diamati pada objek klasik. Tahun lalu, tim yang berbeda menyatakan bahwa mereka memiliki tardigrade yang terjerat kuantum, meskipun sejumlah fisikawan memberi tahu Gizmodo bahwa klaim itu omong kosong.
Ini sedikit berbeda, karena tim baru-baru ini hanya menguji massa suatu objek dalam keadaan kuantum, bukan kemungkinan melibatkan makhluk hidup. Meskipun itu tidak ada dalam rencana tim, bekerja dengan massa yang lebih besar “akan memungkinkan kami untuk lebih memahami alasan di balik hilangnya efek kuantum di dunia makroskopik kucing sungguhan,” kata Chu.
Adapun batas sebenarnya antara dua dunia? “Tidak ada yang tahu,” tulis Matteo Fadel, fisikawan di ETH Zurich dan rekan penulis makalah, dalam email ke Gizmodo. “Itulah hal yang menarik, dan alasan mengapa mendemonstrasikan efek kuantum dalam sistem peningkatan massa sangatlah inovatif.”
Penelitian baru ini menggunakan eksperimen pemikiran Schrödinger yang terkenal dan memberikannya beberapa aplikasi praktis. Mengontrol materi kuantum dalam superposisi dapat berguna di sejumlah bidang yang membutuhkan pengukuran yang sangat tepat; misalnya, membantu mengurangi kebisingan pada interferometer yang mengukur gelombang gravitasi.
Fadel saat ini sedang mempelajari “apakah gravitasi berperan dalam dekoherensi keadaan kuantum, yaitu apakah gravitasi bertanggung jawab atas transisi kuantum ke klasik seperti yang diusulkan beberapa dekade lalu oleh Penrose.” Gravitasi tampaknya tidak ada pada tingkat subatomik dan tidak diperhitungkan dalam Model Standar fisika partikel.
Dunia kuantum siap untuk penemuan baru, tetapi sayangnya, itu penuh dengan hal-hal yang tidak dapat diketahui, jalan buntu, dan masalah baru yang menjengkelkan.
Selengkapnya: Ilmuwan Menyelamatkan Kucing Schrödinger