Η γάτα του Schrödinger σε κβαντικό «ενσταντανέ»

Το διασημότερο αιλουροειδές της Φυσικής απαθανατίστηκε σε μοναδικό «ενσταντανέ» με τη βοήθεια ενός από τα πιο παράξενα φαινόμενα της Κβαντομηχανικής,, του κβαντικού συσχετισμού ή διεμπλοκής.
Επιστήμονες από την Αυστρία πέτυχαν να πάρουν φωτογραφίες της «Γάτας του Σρέντινγκερ» χωρίς ουσιαστικά να τη φωτογραφίσουν πραγματικά: συνέλαβαν με την κάμερά τους όχι τα ίδια τα φωτόνια που είχαν ανακλαστεί από τη σιλουέτα της γάτας, όπως γίνεται στις κοινές φωτογραφίες, αλλά τα φωτόνια που ήταν συσχετισμένα μαζί τους και δεν είχαν αλληλεπιδράσει με το συγκεκριμένο αντικείμενο.

Ο κβαντικός συσχετισμός

Ο κβαντικός συσχετισμός ή διεμπλοκή παρατηρείται όταν δυο σωμάτια που έχουν δημιουργηθεί μαζί παραμένουν συνδεδεμένα σε «κατάσταση διεμπλοκής» ανεξάρτητα από την απόσταση που υπάρχει μεταξύ τους: ακόμη και αν βρεθούν χιλιόμετρα μακριά (ή και στην άλλη άκρη του Σύμπαντος) το ένα από το άλλο, όταν το ένα δέχεται μια επίδραση το άλλο αντιδρά επίσης ακαριαία. Αυτό σημαίνει ότι οι μετρήσεις τους είναι συσχετισμένες και ότι μοιράζονται την ίδια κβαντική κατάσταση.
Η Γκαμπριέλα Μπαρέτο Λέμος από την Αυστριακή Ακαδημία Επιστημών στη Βιέννη και οι συνεργάτες της σκέφτηκαν να χρησιμοποιήσουν τον κβαντικό συσχετισμό μεταξύ φωτονίων για να δημιουργήσουν εικόνες όχι με τα φωτόνια που είχαν αλληλεπιδράσει με το αντικείμενο που θα φωτογράφιζαν αλλά με τα μακρινά τους «δίδυμα» που βρίσκονταν σε κατάσταση διεμπλοκής μαζί τους.

Ζεύγη κίτρινων και κόκκινων φωτονίων

Όπως περιγράφουν στη μελέτη τους που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature» οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ως «μοντέλο» ένα στένσιλ που απεικόνιζε τη «Γάτα του Σρέντινγκερ» και δημιούργησαν διεμπλεκόμενα ζεύγη από κίτρινα και κόκκινα φωτόνια. Στη συνέχεια έστειλαν τα κίτρινα φωτόνια να ανακλαστούν στο στένσιλ, το οποίο ήταν φτιαγμένο από σιλικόνη διαπερατή από το ερυθρό φως, και τα κόκκινα στην κάμερα, η οποία μπορούσε να ανιχνεύσει μόνο το ερυθρό φως. Εξαιτίας του συσχετισμού τους τα κόκκινα φωτόνια που έφθασαν στην κάμερα και ποτέ δεν είχαν «αγγίξει» το στένσιλ σχημάτισα την εικόνα της γάτας.
Το επίτευγμα αποδεικνύει ότι είναι δυνατόν να απεικονίσουμε αντικείμενα τα οποία είναι αόρατα στο φως που μπορούμε να ανιχνεύσουμε – με άλλα λόγια ότι μπορούμε να απεικονίσουμε ένα αντικείμενο χρησιμοποιώντας φως διαφορετικού μήκους κύματος (χρώματος) από το φως το οποίο αλληλεπιδρά με το αντικείμενο.

         

Πηγή: Το Βήμα
http://www.nature.com/nature/journal/v512/n7515/full/nature13586.html