Їм вдається викликати в іоні кальцію суперпозицію двох станів руху, розділених типовою відстанню, яка в десятки разів перевищує початковий розмір об'єкта.

шредінгера

Схема експерименту зроблений Ло та його співробітниками. Осі представляють невизначеність положення (абсциси) та моменту (ординати) атома кальцію. Починаючи з основного стану (ліворуч), дослідники спочатку зменшили розсіювання у початковому положенні атома ціною збільшення невизначеності в його момент (в центрі). Потім вони індукували в ньому суперпозицію двох станів руху, що характеризується типовим поділом, що в 56 разів перевищує початковий розмір атома (праворуч). [З: "Вичавлені іони відразу в двох місцях"; Трейсі Нортап в природі, вип. 521, 21 травня 2015 р.]

У знаменитому мислительському експерименті, задуманому в 1935 році Ервіном Шредінгером, кота замикають у сталевій камері разом із «пекельною машиною». Він містить радіоактивний атом, який, якщо розпадеться, активує пристрій, який випустить отруту і вб’є кота. Якщо атом знаходиться в квантовій суперпозиції станів (розпався і не розпався), що відбувається з котом? Якщо припустити, що сама тварина не функціонує як вимірювальний пристрій, закони квантової механіки диктують, що поки не буде виміряно стан системи, котяче також опиниться в суперпозиції станів; тобто живий і мертвий одночасно.

Одну з останніх версій відомого експерименту нещодавно провели Сянг-Ю Ло та інші дослідники з Цюріхської політехнічної школи. У його роботі еквівалентом кішки був іон кальцію, укладений в електромагнітній пастці. Зі свого боку, аналог викиду отрути чи ні виконувався силою, яка залежно від електронного спіна атома діяла б на нього, витісняючи його в ту чи іншу сторону.

Готуючи спін у суперпозиції станів, дослідники спостерігали, як атом також еволюціонував до суперпозиції двох станів руху, кожен з яких відповідав тому, що штовхав його в ту чи іншу сторону. Результати опубліковані в останньому номері журналу Nature.

Головною новинкою роботи Ло та його співробітників є те, що вони використовували "стиснуті" держави. У них початкове положення атома може бути визначене з більшою точністю, ніж зазвичай, ціною збільшення невизначеності в той час. Завдяки цьому дослідники досягли суперпозиції станів, що характеризується просторовим розділенням, більшим, ніж зазвичай, що досягається в цьому типі експериментів. Зокрема, після "здушення" атома кальцію авторам вдалося викликати в ньому коливання в протилежних напрямках з амплітудою до 56 разів від початкового типового розміру.