Η γάτα του Σρέντιγκερ μπορεί να είναι το πιο διάσημο νοητικό πείραμα όλων των εποχών, όμως λόγω της κβαντικής κατεργαριάς του πρέπει να παραμείνει στη σφαίρα του υποθετικού προς το παρόν. Ωστόσο, ορισμένοι ερευνητές προτείνουν ότι θα μπορούσαν να πετύχουν ένα παρόμοιο, μικρότερης κλίμακας, πείραμα που το ονομάζουν ο ιός του Σρέντιγκερ.
Ο φυσικός Erwin Schrödinger σκέφτηκε το πανούργο νοητικό πείραμα του στη δεκαετία του 1930, παρουσιάζοντάς το ως ένα άξιο προσοχής πείραμα για να φανούν οι κβαντικοί κανόνες έναντι του πραγματικού, «κλασικού» κόσμου. Σε πιο θεμελιώδες επίπεδο, η κβαντομηχανική λέει ότι τα σωματίδια μπορούν να υπάρξουν μόνο σε ξεχωριστές καταστάσεις. Για παράδειγμα, οι ερευνητές μπορούν να υπολογίσουν την κατεύθυνση του σπιν ενός σωματιδίου είτε ως «πάνω» είτε ως «κάτω», αλλά τίποτα ενδιάμεσο. Ωστόσο, όσο κανείς δεν το παρατηρεί, το σωματίδιο αυτό υπάρχει σε έναν συνδυασμό των δύο καταστάσεων, ταυτόχρονα, ένα παράξενο μείγμα γνωστό ως επαλληλία κβαντικών καταστάσεων.
Ο Schrödinger πρότεινε ένα πείραμα όπου μια γάτα θα πρέπει να μπει σε ένα κουτί που περιέχει ένα φιαλίδιο ενός δηλητηριώδους αερίου. Ένα σφυρί θα πρέπει να είναι έτοιμο να συνθλίψει το φιαλίδιο μόνο εάν ενεργοποιηθεί από τη διάσπαση ενός ραδιενεργού ατόμου, το οποίο διασπάται σε τυχαίο χρόνο. Αν κανείς δεν κοιτάει μέσα στο κουτί, λέει ο Σρέντιγκερ, το ραδιενεργό άτομο θα είναι σε μια υπέρθεση – διασπασμένο και ακέραιο – και ως εκ τούτου και η γάτα θα βρίσκεται σε δύο καταστάσεις, δηλαδή να είναι ταυτόχρονα ζωντανή και νεκρή.
Για να κάνουν ένα βήμα προς την κατεύθυνση αυτής της λογικά απίθανης κατάστασης, οι ερευνητές προτείνουν να αρχίσουν με ένα πολύ μικρότερο ζωντανό οργανισμό, έναν ιό, αν και άλλοι ερευνητές σημειώνουν ότι εξακολουθεί να υπάρχει συζήτηση για το κατά πόσον οι ιοί είναι πραγματικά ζωντανοί οργανισμοί. Ακόμα, οι ερευνητές λένε ότι επειδή αυτοί πιστεύουν ότι έχουν υπολογίσει έναν τρόπο να διεξάγουν ένα πείραμα βάζοντας ένα μοναδικό ιό σε μια υπέρθεση, μπορεί τελικά να είναι ένας καλός τρόπος για να δουν τι θα γίνει.
Το προτεινόμενο πείραμα θα περιλαμβάνει την παγίδευση ενός μόνο ιού μέσα σε ένα θάλαμο κενού, και στη συνέχεια σταδιακά την ψύξη του και την ακινησία του μέχρι να μείνει ακίνητο, στην μικρότερη δυνατή κατάσταση της ενέργειας. Τέλος, ένα μοναδικό φωτόνιο θα εκπεμφθεί στο θάλαμο, και ενόσω κανείς δεν παρατηρεί μέσα στο θάλαμο τον ιό, θα πρέπει αυτός να βρίσκεται σε μια υπέρθεση δύο καταστάσεων: και να κινείται και να είναι ακίνητος ο ιός ((η γάτα υποτίθεται ότι θα βρισκόταν σε μια υπέρθεση ζωής και θανάτου, μέχρι να γίνει η σχετική μέτρηση).
Ο ερευνητής Oriol Romero-Isart, ένας από από αυτούς που σκέφτηκαν το πείραμα του Γερμανικού Ινστιτούτου Κβαντικής Φυσικής Μαξ Πλανκ, λέει ότι το πείραμα θα δουλέψει μόνο αν ο ιός έχει ορισμένες ιδιότητες: εάν είναι διηλεκτρικός (που σημαίνει ότι δεν άγει το ηλεκτρικό ρεύμα), να μπορεί να επιβιώσει στο κενό και να φαίνεται διαφανής στο φως του λέιζερ, διαφορετικά θα διασπαστεί. Ο Romero-Isart λέει ότι υπάρχουν πολλοί τέτοιοι ιοί που ταιριάζουν με αυτές τις προϋποθέσεις. Ο κοινός ιός της γρίπης (που έχει μήκος μόνο 100 νανόμετρα) είναι γνωστό ότι μπορεί να επιβιώσει στο κενό, φαίνεται να έχει την απαιτούμενη διηλεκτρική ιδιότητα και μπορεί κάλλιστα να είναι διαφανής σε ένα ορισμένο φως λέιζερ. Ο μωσαϊκός ιός του καπνού (με πλάτος περίπου 50 νανόμετρα και μήκος σχεδόν ένα μικρόμετρο), τηρεί όλες τις προθέσεις και είναι κι αυτός άλλος ένας καλός υποψήφιος ιός.
Ορισμένοι ειδικοί λένε ότι το πείραμα μπορεί να έχει περιορισμένη χρήση. Ο φυσικός Martin Plenio του Imperial College του Λονδίνου (που δεν συμμετέχει στην προτεινόμενη έρευνα) λέει ότι δεν υπάρχει λόγος να πιστέψουμε ότι ένας ιός θα συμπεριφέρονται διαφορετικά από ό,τι ένα ανόργανο μόριο, όμως νομίζει ότι τα πειράματα σε σχετικά μεγάλα αντικείμενα, είτε σε ιούς ή μόρια, θα μπορούσαν να αποδειχθούν ενδιαφέροντα. Σύμφωνα με την κβαντική μηχανική, θα πρέπει να είναι δυνατόν τα μικροσκοπικά αντικείμενα – όπως τα αυτοκίνητα και τα πρόσωπα – να εισέλθουν σε υπερθέσεις, αλλά που ποτέ δεν φαίνεται να συμβαίνουν. Η μελέτη σχετικά μεγάλων αντικείμενων, λέει ο Plenio, μπορεί να βοηθήσει τους φυσικούς να μάθουν που τελειώνει ο κβαντικός κόσμος και που αρχίζει ο μακροσκοπικός κόσμος μας.
Σύμφωνα με έναν άλλο φυσικό του Ινστιτούτου Φωτονικών Επιστημών της Βαρκελώνης, το πείραμα μπορεί να έχει καθοριστικές συνέπειες, καθώς «η απόδειξη ότι τα κβαντομηχανικά φαινόμενα υπάρχουν σε τόσο μεγάλη κλίμακα, θα άνοιγε το ρόλο για την μελέτη του ρόλου της κβαντομηχανικής στη βιολογία». Προειδοποίησε πάντως ότι θα χρειαστεί ακόμα χρόνος μέχρι οι επιστήμονες να μπορέσουν να κατανοήσουν τη σχέση ανάμεσα στη συνείδηση του ανθρώπου και στην κβαντομηχανική.
Πηγή: Discovery News
Leave a Comment