יתכן שיש גרעין של תקווה לחתול המפורסם ביותר של הפיזיקה, החתול של שרדינגר.
בניסוי המחשבה המוזר המסמל את המצב המוזר של חלקיקים תת-אטומיים בפיזיקת הקוונטים, חתול המרותק לתיבה הוא גם מת וגם חי עד לפתיחת התיבה, ובשלב זה החתול נופל מת או מתרחק בשמחה.
פעם חשבו שרגע האמת הזה הוא מיידי ובלתי צפוי לחלוטין. אולם במחקר שפורסם ב -3 ביוני בכתב העת Nature, פיסיקאים של ייל הצליחו לצפות בחתול של שרדינגר בפעולה, לחזות את גורלו של החתול ואף להציל את החתול ממוות בטרם עת.
עם הממצא החדש הזה, הצליחו הפיזיקאים "לעצור את התהליך ולהחזיר את החתול למצבו החי", אמר מישל דבורה, פיזיקאי בהרווארד ואחד מחבריו המחקרים של המחקר, ל- Live Science.
בפיזיקה, החתול של שרדינגר הוא ניסוי מחשבה בו חתול נלכד בתיבה עם חלקיק שיש לו סיכוי של 50-50 להתפורר. אם החלקיק מתפורר, החתול מת; אחרת, החתול חי. עם זאת, עד שתפתח את התיבה, אין לך מושג מה קרה לחתול, כך שהוא קיים בסופרפוזיציה של שני מצבים מתים וחיים, בדיוק כמו שאלקטרונים וחלקיקים תת-אטומיים אחרים קיימים בו זמנית במספר מצבים (כמו אנרגיה מרובה) רמות) עד שהם נצפים. כאשר נצפה חלקיק ובוחר באופן אקראי לתפוס רק אנרגיה אחת, זה נקרא קפיצה קוונטית. פיזיקאים חשבו במקור שקפיצות קוונטיות הן מיידיות ודיסקרטיות: פוף! ופתאום, החלקיק נמצא במצב זה או אחר.
אבל בשנות התשעים, יותר פיזיקאים החלו לחשוד שהחלקיקים הולכים בדרך לינירית כשהם קופצים, לפני שהם נכנסים למצבם הסופי. באותה עת, לפיזיקאים לא הייתה הטכנולוגיה לצפות במסלולי המסלול הללו, אמר טוד ברון, פיזיקאי מאוניברסיטת דרום קליפורניה, שלא היה מעורב במחקר. לשם נכנסים דבורה וחבריו המשותפים.
הפיזיקאים של ייל האירו אור בהיר על אטום וצפו כיצד התפזר האור בזמן שהקפיצה הקוונטית התרחשה. הם גילו שהקפיצות הקוונטיות היו רציפות ולא בדידות, וכי קפיצות לרמות אנרגיה נפרדות שונות המוחזקות לנתיבי "טיסה" ספציפיים.
ברגע שהפיזיקאים ידעו את המצב הספציפי אליו התקרב האטום, הם הצליחו להפוך את הטיסה ההיא, על ידי הפעלת כוח בכיוון הנכון בדיוק בכוח הנכון, אמר הכותב הראשי והפיזיקאי באוניברסיטת ייל זלטקו מיינב. זיהוי נכון של סוג הקפיצה היה חיוני בכדי להפוך את הטיסה בהצלחה, הוסיף. "זה רעוע מאוד", אמר Minev ל- Live Science.
יש פיסיקאים, כמו ברון, לא מופתעים מהממצא: "זה לא שונה מכל מה שמישהו חזה", אמר ברון ל- Live Science. "הדבר המעניין הוא שהם ביצעו זאת בניסוי."
הממצא החדש הוא משמעותי במיוחד עבור מתקני מחקר כמו מצפה הכוכבים של גל אינטרפרומטר לייזר (LIGO), שם פיסיקאים צופים בגלי הכבידה, אמר דבורת. במתקני מחקר אלה, יכולת החיזוי של החלקיקים, המכונה גם רעש קוונטי, מהווה את מאמץ המדענים לבצע מדידות מדויקות.
"כמו שפיזיקאים רוצים לומר, ברעש קוונטי, אפילו אלוהים לא יכול לדעת מה תמדוד", אמר דבורת. באמצעות המחקר, פיזיקאים יכולים "להשתיק" רעש קוונטי ולבצע מדידות מדויקות יותר.
חלקיקים, וגורלו של החתול של שרדינגר, תמיד יהיו בלתי ניתנים לחיזוי בטווח הארוך, אמר דווורת. הממצא העיקרי שלו ושל מחבריו הוא שאפשר לראות את גורלם ולנבא אותם בזמן שהם מתרחשים.
"זה קצת כמו התפרצויות געשיות", הסביר דבורה, "הן בלתי צפויות לטווח הרחוק. אבל בטווח הקצר, אתה יכול לראות מתי אחד עומד להתפרץ."
