VJEROJATNO su mnogi od vas čuli za misaoni eksperiment naziva Schrödingerova mačka, pri kojem mačka koja se nalazi zatvorena u kutiji može istovremeno biti i živa i mrtva. Taj se eksperiment često koristi kako bi se ilustrirao određeni paradoks kvantne mehanike - superpozicija.

Superpozicija je neobično svojstvo tijela u kvantnom mikrosvijetu gdje ona mogu istovremeno postojati u više stanja.

Fizičari su već ranije testirali tu teoriju na pojedinačnim atomima, odnosno na manjim sustavima, i dokazali da čestice mogu istovremeno postojati na različitim mjestima. No sada su prvi put uspjeli učiniti tako nešto s ogromnim molekulama, sastavljenim od 2.000 atoma, piše Science Alert.

Eksperiment s dvostrukim prorezom

U najnovijem eksperimentu, znanstvenici su se koristili Schrödingerovom jednadžbom koja opisuje kako se pojedinačne čestice mogu istovremeno na više mjesta ponašati kao valovi, interferirajući jedna s drugom poput valova na ribnjaku.

Da bi to testirali, fizičari su ponovno konstruirali poznati eksperiment dvostrukog proreza. U njemu se u prijašnjim navratima čestica svjetla (foton) puštala kroz dva proreza. Kad bi fotoni bili samo čestice, svjetlost bi prošla samo kroz jedan prorez, odnosno projekcija svjetlosti s druge strane pokazala bi samo jednu traku. No eksperiment je pokazao nešto drugo - projicirana svjetlost prikazivala je obrazac interferencije koji pokazuje da se fotoni mogu ponašati i kao valovi.

Dakle, izgleda da fotoni mogu biti na dva mjesta istovremeno, baš kao i fiktivna Schrödingerova mačka. Dodatno, kao što mačka, prema misaonom pokusu, postoji u dva stanja samo dok se ne otvori kutija, tako i fotoni zadržavaju superpoziciju sve dok ih netko ne krene mjeriti ili promatrati. Tada nestaje superpozicija i određeno stanje čestice se iskristalizira kao stvarnost.

7 milisekundi bili istovremeno na dva mjesta

Sada su fizičari kroz dvostruki prorez pustili ogromnu molekulu sastavljenu od čak 2.000 atoma i uspjeli su tijekom sedam milisekundi postići interferenciju.  

"Naši eksperimenti pokazuju da je kvantna mehanika, mada vrlo neobična, također i nevjerojatno stabilna. Vjerujem kako ćemo u budućnosti moći testirati ovu teoriju s još većim sustavima“, rekao je fizičar Yaakov Fein sa Sveučilišta u Beču.

Istraživanje naziva Quantum superposition of molecules beyond 25 kDa objavljeno je u časopisu Nature Physics.