슈뢰딩거의 새끼 고양이 적이있다,매우 귀엽고 최신 쓰레기 예외는 아니다. Ultracold 원자의 성운 구름이나 실리콘의 미세한 스트립의 이미지는 인터넷에서 바이러스 성을 가지지 않을 것입니다. 모두 동일한,이러한 이국적인 개체가 가치가를 기울,보여주기 때문에 전례 없는 명확성하는 양자 역학은 물리학의 매우 작습니다.

“슈뢰딩거의 새끼 고양이,”느슨하게 말하기,는 개체의 투구 미드웨이에서 크기 사이의 원자 규모,양자 역학 원래 개발되었을 설명하고,고양이는 에어빈 슈뢰딩거는 유명한 호출을 강조하는 명백한 부조리이 무엇인지의 이론 등을 의미한다. 이러한 시스템은”mesoscopic”—아마도 주위의 크기를 바이러스나 박테리아로 구성된 수천 개 또는 수십억의 원자,따라서보다 훨씬 크다 일반적인 저울에서는 직관적 양자-기계적 특성은 일반적으로 나타납니다. 그들은 질문을 조사하기 위해 고안되었습니다:여전히 그 양자 특성을 보존하면서 얼마나 큰 것을 얻을 수 있습니까?

최신 결과에 의해 판단하기 위해,대답은:무척 크다. 두 가지 종류의 실험들 모두에 의해 수행되는 여러 그룹은 독립적으로 표시되는 광대 한 번호의 원자는 배치할 수 있습에서 공동 양국은,우리가 할 수 없는 말을 확실히 이 시스템은 하나의 세트의 속성이나 다른입니다. 에서 한 세트의 실험,이 의미는”얽히게”두 지역의 클라우드 차가운 원자들에게 자신의 특성 상호 의존적이며 상호 연관에서 보이는 방법들의 공간적 분리입니다. 다른 한편으로,미세한 진동 물체는 진동 상태의 소위 중첩으로 기동되었다. 모두 결과 느슨하게 유사한 방법으로 슈뢰딩거의 악명 높은 고양이,하는 동안 숨겨져서 그 상자가 될 것이라고했다 중첩의 살고 죽었다.

의 문제는 어떻게 규칙의 양자 역학으로 분명히 아주 다른 규칙을의 고전 역학—는 개체들이 잘 정의된 특성,위치 및 경로는 란에 과학자들 때문에 양자론 처음 개발되었 20 세기 초에. 큰 고전 물체와 작은 양자 물체간에 몇 가지 근본적인 차이가 있습니까? 소위 양자-고전 전환의이 수수께끼는 슈뢰딩거의 사고 실험에 의해 상징적 인 방식으로 강조되었습니다.

가난한 고양이는 많이 오해 된 짐승입니다. 슈뢰딩거의 요점은 종종 암시하는 것처럼 일상적인 규모까지 외삽된다면 양자 역학의 명백한 부조리가 아니었다. 고양이가 제품 간의 통신의 슈뢰딩거와 아인슈타인 후,아인슈타인이 있었 비판의 해석에 양자 역학에 의해 옹호 덴마크 물리학 닐스 보어와 그의 동료.

단점이고 주장하는 양자 역학을 강제로 보이는 우리는 결론을의 특성을 양자와 같은 개체 전자 없이 잘 정의된 값까지 우리가 측정한다. 아인슈타인에게 현실의 일부 요소가 존재로 가져 오는 우리의 의식적인 개입에 달려 있다는 것은 미친 것처럼 보였습니다. 두 젊은 동료,보리스 Podolsky 나단 로젠,그가 제시하고 실험 1935 년에 등장하는 해석이 불가능합니다. 세이 그들(그 일을 지금가는 집단이블 EPR)주목하는 입자를 만들 수 있습국어야 하는 상관관계와 각각 다른다는 의미에서,그 중 하나는 특별한 값을 위해 일부 시설,다른 어떤 다른 특별한 값입니다. 두 가지의 경우에 전자,속성이 있는 스핀이라 불리는,하나의 스핀도 지점까지”로”다른 전자의 스핀인”니다.”

에서는 경우에 따라,아인슈타인하고 자신의 동료들면,단점이 오른쪽과 실제적인 방향의 회전이 임할 때까지 당신은 그들을 측정하고,다음의 상관관계 두 회전하는 것을 의미를 측정 하나 그들이 즉시 수정의 방향이 다른 상관없이 얼마나 멀리 입자입니다. 아인슈타인은이 명백한 연결을”거리에서 무시 무시한 행동이라고 불렀습니다.”그러나 이러한 현상은 불가능하기 때문에,아인슈타인의 이론 특수 상대성 이론의하지 않음을 보여줍 영향력을 전파할 수 있습입니다.

슈뢰딩거(Schrödinger)는 입자 사이의 상관 관계를”얽힘(entanglement)”이라고 불렀다.”1970 년대 이후의 실험은 그것이 실제 양자 현상이라는 것을 보여주었습니다. 하지만 이는 것을 의미하지 않는 양자 입자할 수 있게 영향을 즉시에 공간을 통해 아인슈타인의 무시 무시한다. 그것의 더 나은 것을 말하고 단일한 입자의 양성은 반드시 결정에 하나의 고정된 공간에서 있지만이 될 수 있습니다”견본”:완전만 지정에 관하여 다른 입자,다른 곳에서는 방식으로 보인다를 훼손하는 우리의 직관적인 개념과 공간의 거리입니다.

슈뢰딩거의 고양이는 EPR 얽힘의 특색에 대한 그의 숙고에서 일어났다. 슈뢰딩거는 방법을 보여주고 싶었 단점의 개념은 아무것도 수정될 때까지 그것은 측정하로 이어질 수 있다는 논리적 부조리를 우리가 상상을 불 얽힘까지 일상적인 크기. 자신의 생각은 실험 장소를 불운에 있는 고양이 닫히는 상자의 작은 유리병 치명적인 독을 수 있는 깨진 열에 의해 일부 메커니즘이 있는 링크—사실,얽매 그와 함께 양자 입자 또는 이벤트입니다. 방아쇠는 상향 스핀이있는 경우 바이알을 깨지 만 하향 스핀이있는 경우에는 전자에서 나올 수 있습니다. 할 수 있습니다 다음을 준비하는 전자서 소위의 중첩국,모두에서 상승 스핀과 아래로 스핀들의 가능한 결과를 측정합니다. 하지만 회전이 임하기 전에 측정한 다음,그렇게 해야의 상태를 고양이는 방법은 없할 수 있는 의미있는 말을 경우 그것은 살아 있거나 죽었습니다. 그리고 그것은 분명히 무의미합니다.

슈뢰딩거의 포인트 단지 양자의 규칙으로 이어질 명백한 말도 안되는 때에 적용되는 일상적인 확장을 할 필요가 없는 고양이입니다. 오히려,그는 그를 발견하고 싶었는 극의 데모는 방법을 연기하는 모든 할당의 명확한 상태(생사)까지 측정되었습니다품(의 열기는 상자 모양)이어질 수 있을 의미하는 것 같지만 이상하지만 논리적으로 금지되어 있습니다.

단점이 보였을 것이 잘못되었는 시나리오와 같이 측정방이 상자를 보고,고양이었다 그를 위해 항상 거시적인 그러므로 고전적인 프로세스,그래서 양자 규칙이 없이 적용됩니다. 그러나 그렇다면 측정은 양자에서 고전으로의 마법의 변화를 어떻게 보장합니까?

그것에 대해 논쟁하는 대신,왜 그냥 실험을하지 않습니까? 문제입니다 동안,그것은 모두 아주 잘한 슈뢰딩거는 상상하기를 만드는 고양이”quantum”을 결합함으로써 그것은 몇 가지 원자 규모의 이벤트,그것은 모든 방법은 분명 또는 실제로는지 여부—우리는 할 수 있는 확장에서 연습 또는 실제로 어떤 중첩의 살아 있고 죽을 의미할 수 있었 측면에서의 양자니다.

지만 현대 기술로,우리가 상상할 수 있을 만들이 잘 정의된 양자 겹쳐 적층의 상대적으로 큰 물체—지 않으로 큰 고양이는 있지만,훨씬 더 큰 것보다는 고독한 원자들과 프로브의 속성입니다. 이것이 슈뢰딩거의 새끼 고양이를 만들기위한 노력이 전부입니다.

“많은 물리학자들은 정말 기대 하지 않는 어떤 놀라움에서 큰 비늘,”said Simon Gröblacher 델프트의 기술 대학교에서 네덜란드. “그러나 그것은 단순히 알려지지 않으면 무슨 일이 일어날 것입을 만들기 시작 양자국 주변으로 1023 원자”는 일반적인 규모의 일상적인 개체입니다.

새로운 실험을 보여 그 무엇에도 불구하고,슈뢰딩거는 생각,상대적으로 대체할 수 있는 실제로 전시 직관적 양자는 동작입니다.

Gröblacher 와 그의 동료들은 길이가 각각 10 마이크로 미터이고 단면이 0.25 마이크로 미터 인 실리콘의 마이크로 빔을 만들었습니다. 각각은 적외선 레이저 광을 흡수하고 트랩하는 광선을 따라 구멍을 특징으로했습니다. 그런 다음 연구원들은 각 빔에 하나씩 경로의 중첩으로 보내진 빛으로 그 빔을 흥분 시켰습니다. 그렇게함으로써,그들은 두 개의 빔을 단일 양자 진동 상태로 얽히게 할 수있었습니다. 당신은 그것을 두 마리의 얽힌 고양이의 아주 작은 등가물로 생각할 수 있습니다.

의 또 다른 종류의 얽힘이 기계 오실레이터 보고서,다시 논문으로 Gröblacher 팀에서는 자연에 의해,미 Sillanpää 의 알토 대학교에서 핀란드에 있습니다. 그들은 초전도 와이어를 통해 두 개의 미세한 드럼 헤드와 같은 금속 시트를 결합했습니다. 와이어를 포함할 수 있기 진동에는 전자렌지 주파수(약 5 억 진동 per second);그것의 전자기장을 발휘하는 압력에서 진동 플레이트입니다. Sillanpää 는”전자기장은 두 개의 드럼 헤드를 얽힌 양자 상태로 강제하는 일종의 매체 역할을합니다.

연구진은 오랫동안 찾았을 달성하는 양과 같은 중첩 그 얽힘에서”큰”micromechanical 오실레이터 같은 이러한이 있는 수십억의 원자니다. “얽혀국의 기계적 진동을 논의되었는 이론적으로 1970 년대 후반 이후지만,지난 몇 년 동안 내가 기술적으로 가능한 상태,”Sillanpää 말했다.

무엇이 이들 실험 등을 가르는 그들을 피하는 프로세스는 일반적으로 변환 큰 개체들에서 적용하여 양자 규칙을 사람으로 순종하는 고전적인 물리학이다. 이 과정은 Bohr 이 너무 미친 듯이 모호하게 남긴 측정 퍼즐의 누락 된 부분(적어도 대부분)을 제공하는 것으로 보입니다.그것은 decoherence 라고 불리우며 오히려 깔끔하게 얽힘에 관한 것입니다. 양자 역학에 따르면,얽힘은 두 양자 물체 사이의 상호 작용의 피할 수없는 결과입니다. 그렇다면 개체—고양이 말—에서 시작의 중첩국,는 중첩—는 quantumness,당신이 말할 수 있는—확체와 상호 작용의 환경은 점점 더 얽혀있습니다. 그러나 실제로 중첩을 관찰하고 싶다면 얽힌 모든 입자의 양자 거동을 추론해야합니다. 이 급속하게도 불가능에서,동일한 방식으로 그것이 불가능하게 추적하는 모든 원자로서의 덩어 잉크로 흩어에 수영장이 있습니다. 환경과의 상호 작용 때문에 원래 입자의 양자 성질이 새어 나와 분산됩니다. 디코 히어 런스입니다.

양자 이론가들은 디코 히어 런스가 고전 물리학에서 볼 수있는 행동의 종류를 야기한다는 것을 보여주었습니다. 고 experimentalists 그것을 증명했 실험에서 제어할 수 있는 비율의 decoherence 는 특성을 양자 효과 같은 파동 형태의 간섭 입자들은 점차 사라지로 decoherence 이 진행됩니다.

디코 히어 런스는 양자-고전 전이에 대한 현재의 이해의 중심입니다. 능력 있는 개체의 표시 양자 행동 등의 간섭,중첩 및 얽힘-유도 상관관계,과는 아무 상관이 얼마나 큰지 그것입니다. 대신 그것은 환경과 얼마나 얽혀 있는지에 달려 있습니다.

그럼에도 불구하고,크기는 일반적으로 역할을하기 때문에,더 큰 개체를 더 쉽게 그것을 얽히게 될 수 있습니다 그는 환경 및 decohere. 큰 것,따뜻하고,불안하고 객체를 고양이처럼 없는 희망의 나머지 양자-기계적인 중첩 모든 종류의 것 decohere 더 많거나 적은니다.

경우에 당신은 단순히 고양이에서 상 링크에 그것의 운명의 결과는 일부 양자,이벤트 당신을 넣어 가능성이 그것에는 중첩의 살아 있고 죽었기 때문에,decoherence 것이 거의 즉시 그것을 강제로 한 상태이다. 환경과의 모든 상호 작용을 제거하여 디코 히어 런스를 억제 할 수 있다면(울트라 콜드진공에서 고양이를 죽이지 않고!)-그럼 또 다른 이야기이고 논쟁은 계속됩니다. 고양이를 위해 그것을 달성하는 방법을 상상하는 것은 거의 불가능합니다. 그러나 그것은 본질적으로 Gröblacher 와 Sillanpää 의 팀이 작은 발진기로 달성 한 것입니다.

대신의 작업으로 양적 경계에서 위에서 아래로 보면 우리가 연상 할 수 있습 quantumness 으로 진동을 때 개체의 충분히 작은,우리가 할 수 있습에서 바닥까지. 다는 것을 우리가 알고 있기 때문에 양자 효과 같은 중첩과 간섭에서 쉽게 볼 수 있 개인 원자와 심지어 작은 분자,우리가 할 수 있는 방법을 궁금해 훨씬 효과될 수 있는 지속적으로 우리가 계속 더 추가하는 원자를 함유하고 있습니다. 세 팀이 지금이 질문을 탐험을 달성하는 양국의 구름을의 수천 수만 ultracold 원자로 휘감는 상태에서 그들을 불 Bose-Einstein condensate(BEC).

아인슈타인과 인도 물리학자 Satyendra Nath Bose 지적한 상태가 존재할 수있는 중 일어난(라 Bose),하나의 클래스 일반적으로 두 가지의 기본 입자. 에 BEC,모든 입자에서 동일한 양자 상태,즉 효과에는 그들이 행동을 같이 오히려 하나의 큰 양자체입니다. 이기 때문에 양자효과,보즈-아인슈타인 응축을 발생 매우 낮은 온도에서,그리고 BEC 에서만 보았던 그는 가장 순수한 형태의 구름 bosonic 입자—1995 년,원자에서의 루비듐 냉각하는 몇 가지 환경에 다양한 사운드가 장착 정도 위의 절대적이다.

그러한 초소형 원자들로 만들어진 BECs 는 물리학 자들에게 양자 현상을 조사하기위한 새로운 매체를 부여했다. 과거에,연구자는 이러한 클라우드—아마도 여러 가지 천 원자—배치할 수 있는 상태에서는 모든 원자는 양자 얽혀 함께.

이들은 엄격하게 슈뢰딩거의 새끼 고양이가 아니라고 독일의 Leibniz University Hannover 의 Carsten Klempt 는 말했다. 그들은 일반적으로 정의로 겹쳐 적층은 상태의 것으로 다를 수 있었다:예를 들면,모든 위쪽으로 회전 및 모든 하향 회전(과 유사한”살아”하고”죽은”). 이 얽힌 원자 구름의 경우는 그렇지 않습니다. 그럼에도 불구하고,그들은 여전히 상대적으로 거대한 규모로 양자 거동을 보여줍니다.

그들이 EPR 스타일 얽힘의”새끼 고양이 규모”실시 예라는 생각에 더 중요한 잠정이있다. 원자는 모두 공간에서 함께 뒤죽박죽이며 동일하고 구별 할 수 없다. 즉,이 경우에도,그들이 얽혀 볼 수 없는 점에서 그것의 사이의 상관 관계의 재산이 하나 객체를 여기에 또 하나가 있다. “보즈-아인슈타인 응축액의 ultracold 원자로 구성되어 큰의 앙상블의 구별할 수 없는 원자로 동등한에서는 어떤 육체적인 관찰,”Klempt 말했다. “따라서 얽힘의 원래 정의는 그들 안에서 실현 될 수 없다.”사실,구별 할 수없는 입자 사이의 얽힘의 전체 개념은 이론적으로 논박되어왔다. “때문에 하는 것이 개념의 얽힘이 필요합 가능성을 정의하는 서브시스템을 얽혀 있는,서로”고 말했다 Philipp 쿤켈의 하이델베르크대학에서는 독일입니다.

훨씬 더 명확한 종류의 얽힘,로 비슷합 얽힘의 공간적으로 분리된 입자 EPR 생각하는 실험,이제에서 설명되는 세 가지 별도의 실험 Klempt 팀에 하노버,쿤켈의 그룹(led by 마르쿠스 Oberthaler)에서 하이델베르크,그리고 이끄는 팀에 의해 Philipp Treutlein 에 바젤 대학에서 스위스입니다. Treutlein 은”고전 물리학과의 충돌은 그러한 공간적으로 분리 된 시스템 사이에서 얽힘이 관찰 될 때 특히 두드러진다”고 말했다. “이것은 1935EPR 논문이 고려하는 상황입니다.”

모두 세 그룹이 사용되는 구름의 수백 수천 개의 루비듐 원자에서 개최되는 전자기 트랩핑 분야(거나 생산에 의해 미세한 장치에서는”원자 칩”또는 생성에 의해 교차된 레이저 광선). 연구자들은 사용되는 적외선 레이저을 자극하는 양자의 전환에서는 원자’회전하고 보았을 위해 사이의 상관 관계를 회전하는 값은 표지 표지판의 얽힘. 는 하이델베르크 및 바젤 그룹을 해결하는 두 개의 다른 지역에 단일 큰 클라우드,Klempt 의 그룹이 실제로 분할 클라우드를 삽입하여 지역의 빈 공간을 중간에 있습니다.

바젤 및 하이델베르그 그룹을 입증 얽힘을 통해 효과라고 양자 스티어링에서는 명백한 상호의존의 두 개의 얽혀 지역은 그렇게 악용하는 측정에 중 하나 그들의 수 있는 연구자를 예측하는 측정의 다른합니다. “슈뢰딩거(Schrödinger)에 의해’스티어링(steering)’이라는 용어가 도입되었습니다.”라고 Treutlein 은 설명했다. “영역 A 의 측정 결과에 따라 시스템 B 를 설명하는 데 사용하는 양자 상태가 변경된다는 사실을 나타냅니다.”그러나 이를 암시하지 않는 어떤 순간 정보를 전송하거나 사이에 통신 A 와 B”하나할 수 있는지를 조종하의 국가 먼 시스템을 명확하게 때문에,결과의 측정이 여전히 확률,”쿤켈 말했다. “원인이되는 영향은 없습니다.”

이러한 결과는”아주 흥미로운”고 말했다 Jens Eisert 의 베를린 자유대학,사람에 참여하지 않은 작품이다. “얽힘에 원자 증기를 생성하기 오래 전,”그는 말했다,”그러나 다른 여기에는 수준의 주소 지정과 제어에 이러한 시스템입니다.”

이외에도 명확한 시연에 얽히면 그 사이에 존재하는 공간적으로 분리된 영역도있다 실용적인 장점은 일을 하기에 이 방법:해결할 수 있는 별도의 영역에 대해 개별적으로 양자 정보를 처리합니다. “그것은 가능한 한도에서 원하는 주소를 개인적인 원자로서 BEC 에 영향을 미치지 않고 다른 모든 원자면 그들은 모두 동일한 위치에,”Treutlein 말했다. “그러나 우리가 할 수 있습을 개별적으로 주소 두 개의 공간적으로 구분 지역에 얽힘이 양자 정보 같은 작업을 순간 이동이 양자 얽힘이나 교환.”그러나 그것은 현재의 실험에서 수행 된 것 이상으로 구름의 물리적 분리가 증가 할 것을 요구할 것이라고 그는 덧붙였다. 이상적으로,Klempt 는 구름을 개별적으로 주소 지정 가능한 원자로 더 나눌 것이라고 말했다.

이와 같은”큰”양자 물체는 새로운 물리학을 조사 할 수있게 해줄 수도 있습니다: 예를 들어,중력이 양자 행동에 중요한 영향을 미치기 시작할 때 어떤 일이 일어나는지 알아 내기 위해. “이는 새로운 방식의 제어와 조작에 큰 얽혀국될 수 있습실을 위한 고급 테스트,양자 중력 효과를 이론,”Eisert 말했다. 그것은 제안 되었습니다,예를 들어,중력 효과를 일으킬 수 있는 물리적 붕괴의 양자국으로 고전적인 사람은 아이디어를 원칙적으로 의무에 대한 실험을 겹쳐 적층 또는 얽혀국의 큰습니다. Treutlein 말하는 한 가지 방법은 물리적 테스트-축소 모형을 포함 간의 간섭을 뚜렷한 원자”중요 파도는”—고,그는 추가,그의 그룹의 분할,얽혀 BEC 수 있는 행위 등과 같은 원자 간섭계이다. “대부분의 물리학자들은 아마도 기대하지 않는 갑작스런 고장을 양자 물리학의”시스템으로 크기가 증가,Klempt 말했다. 그러나 쿤켈 추가하는 것”그것은 여전히 문제,실험적으로 이론적으로,이 있는 경우 기본적인 제한하는 개체의 크기할 수 있는 얽혀있습니다.”

“가장 흥미로운 질문이 있을 경우 몇 가지 기본 크기는 하나 어떤 의미에서 확인 얽힘,”Sillanpää 말했다. “는 것을 의미하는 무언가 다른 사람에게 정상적인 양자 역학의 입력,그림이 될 수 있을,예를 들어,붕괴로 인해 제공하지 않습니다.”경우 중력가 역할을 수도 있습니다 그 일부를 제공하기 위한 힌트를 개발하는 방법의 이론 양자 중력을 통합하는 호환되지 않는 현재의 이론 양자역학과 일반적인 상대성 이론.슈뢰딩거의 새끼 고양이에게는 꽤 쿠데타가 될 것입니다. 지금,그들은 강화하라는 것이 일반적으로 믿음은 없는 특별한에 대한 양자 동작을 넘어,사실 그것은 회전체로는 적은 더 얽힌 고양이의 요람에서는 우리의적인 웹사이 나온다. 그리고 그 과정에서 고양이를 죽일 필요가 없습니다.