슈뢰딩거의 고양이-(가설적인) 동물을 영구적으로 죽이지 않고 아 원자 입자의 신비한 행동을 설명하는 유명한 고양이 기반의 사고 실험 인 슈뢰딩거의 고양이에서 최고점을 몰래 숨기는 방법이있을 수 있습니다.
불행한 상상의 고양이는 동시에 상자 안에 살아 있고 죽었거나, 아 원자 입자가 한 번에 많은 상태의 중첩에 존재하는 것처럼 "죽은"상태와 "살아있는"상태의 중첩에 존재합니다. 그러나 상자 안을 들여다 보면 고양이의 상태가 바뀌어 살아 있거나 죽게됩니다.
그러나 10 월 1 일자 New Physics of Physics에 발표 된 한 연구는 고양이가 살거나 죽지 않고 고양이를 엿볼 수있는 방법을 설명합니다. 이를 통해 물리학에서 가장 근본적인 역설 중 하나에 대한 과학자의 이해를 증진시킵니다.
우리의 평범한 대규모 세계에서, 물체를 바라 보는 것은 그것을 바꾸지 않는 것 같습니다. 그러나 충분히 확대하면 그렇지 않습니다.
일본 히로시마 대학 물리학 부교수 Holger F. Hofmann 교수는“보통 우리가 찾는 비용은 아무것도 아니라고 생각한다. "정확하지 않다.보기 위해서는 빛이 있어야하고 빛은 물체를 변화시킨다." 단일 광자조차도보고있는 물체로부터 또는 물체로 에너지를 전달하기 때문입니다.
당시 히로시마 대학교에서 학부생으로 재학중인 호프만 (Hofmann)과 카르 틱 파테 카 (Kartik Patekar)는 현재 인도 봄베이 (Industrial Institute of Technology Bombay)에 재학 중이다. 그들은 초기 상호 작용 (고양이를 바라 보는)과 판독 값 (생존 또는 사망 여부를 구분)을 분리하는 수학적 프레임 워크에 착륙했습니다.
호프만은“우리의 주요 동기는 양자 측정이 이루어지는 방식을 매우 신중하게 살펴 보는 것이었다. "그리고 핵심은 측정을 두 단계로 분리한다는 것입니다."
이렇게함으로써 호프만과 파테 카는 고양이의 상태에 대한 정보를 잃지 않고 초기 상호 작용에 관여하는 모든 광자 또는 고양이를 엿볼 수 있다고 가정 할 수있다. 따라서 판독하기 전에 고양이의 상태 (및 고양이를보고 어떻게 변경했는지)에 대한 모든 정보를 계속 사용할 수 있습니다. 정보를 잃어버린 정보를 읽을 때만 가능합니다.
호프만은“흥미로운 점은 판독 프로세스가 두 가지 유형의 정보 중 하나를 선택하고 다른 정보를 완전히 지우는 것”이라고 말했다.
그들이 슈뢰딩거의 고양이와 관련하여 그들의 작업을 묘사 한 방법은 다음과 같습니다. 고양이가 아직 상자 안에 있지만 고양이가 살아 있는지 또는 죽었는지 확인하기 위해 내부를 들여다 보는 대신 상자 안에 사진을 찍을 수있는 카메라를 설치합니다 (생각 실험을 위해, 실제 카메라가 실제로 그렇게 작동하지 않는다는 사실을 무시하십시오). 사진이 촬영되면 카메라에는 두 가지 종류의 정보가 있습니다. 사진을 찍은 결과로 고양이가 어떻게 변했는지 (연구자들이 양자 태그라고 부르는 것)와 상호 작용 후 고양이가 살아 있는지 또는 죽었는지 여부입니다. 그 정보 중 어느 것도 아직 손실되지 않았습니다. 이미지를 "개발"하는 방법에 따라 하나 또는 다른 정보를 검색합니다.
호프만 (Hofmann)은 Live Science에 코인 플립을 생각해 보라고 말했다. 동전이 뒤집 혔는지 또는 동전이 현재 머리 또는 꼬리인지 알도록 선택할 수 있습니다. 그러나 둘 다 알 수 없습니다. 또한 퀀텀 시스템이 어떻게 변경되었는지 알고 그 변경 사항을 되돌릴 수 있으면 초기 상태를 복원 할 수 있습니다. (동전의 경우 다시 뒤집을 것입니다.)
호프만은 "시스템을 항상 먼저 방해해야하지만 때로는 취소 할 수도있다"고 말했다. 고양이의 관점에서, 그것은 사진을 찍는 것을 의미하지만, 고양이를 명확하게 볼 수 있도록 개발하는 대신, 고양이를 사멸 및 살아있는 림보 상태로 되돌릴 수있는 방식으로 개발합니다.
결정적으로, 판독의 선택은 측정의 분해능과 그 장애와의 절충 사이에서 절충이 이루어 지는데, 이는 정확하게 동일하다. 해상도는 퀀텀 시스템에서 추출 된 정보의 양을 나타내며, 방해는 시스템이 돌이킬 수 없게 변경되는 정도를 나타냅니다. 다시 말해, 고양이의 현재 상태에 대해 더 많이 알수록 돌이킬 수 없을 정도로 변경했습니다.
호프만 교수는 "놀라운 점은 방해를 취소 할 수있는 능력이 관찰 할 수있는 정보의 양이나 측정하는 물리량과 직접 관련이 있다는 것"이라고 말했다.
이전 연구에서 양자 측정에서 분해능과 방해 사이의 균형을 잡았지만,이 논문은 정확한 관계를 최초로 정량화 한 최초의 논문이라고 호주 국립 대학교의 물리학 자 마이클 홀 (Michael Hall)은 Live Science에 이메일로 말했다.
이번 연구에 참여하지 않은 홀은“내가 아는 한, 이전의 결과는 결의와 교란에 관한 정확한 평등의 형태를 가지고 있지 않다”고 말했다. "이것은 논문의 접근 방식을 매우 깔끔하게 만듭니다."
