De (arme) kat van Schrödinger (afb: WikiMedia Commons)
De kat van Schrödinger is waarschijnlijk een van de bekendste gedachtenexperimenten om de rare wereld van de kwantummechanica te typeren. In die wereld kan iets dood en levend zijn. Nu lijkt het er op dat onderzoekers van de ETH in Zürich dat verhaal daadwerkelijk hebben uitgevoerd, weliswaar niet met een kat en met gif. Het ging Marius Bild en medeonderzoekers er om de grens tussen de kwantum- en de echte macroscopische wereld te onderzoeken. Waar gaat ‘gekte’ over in ‘normaal’? Ze gebruikten daarvoor een kristal van 16 µg, niet echt een kat maar voor de kwantumwereld vreselijk groot.
Het leven van Schrödingers kat hing af van de vervaltijd van een radioactief atoom. Gebeurde dat dan sloeg een geigerteller uit en sloeg vervolgens een hamer een fles met gif aan stukken en legde de kat het loodje. Kat en andere ingrediënten zaten in een doos.
Je wist niet of de kat dood of levend was en de doos openmaken betekende het einde van de kat. Dat was Schrödingers manier om het kwantumfenomeen superpositie uit te leggen, een deeltje dat tegelijkertijd in verschillende toestanden kan verkeren in de kwantumwereld. De grote vraag is natuurlijk waardoor die rare kwantumeigenschappen in de macrowereld verdwenen zijn.
Schrödingerhttps://nl.wikipedia.org/wiki/Erwin_Schr%C3%B6dinger, de ‘uitvinder’ van de naar hem genoemde vergelijking, bedacht zijn experiment in 1935 en sedertdien zijn er heel wat onderzoekers geweest die het experiment ook daadwerkelijk hebben uitgevoerd, niet met katten, maar met atomen of andere deeltjes in superpositie. Het irritante in de kwantummechanica is dat meting van een kwantumtoestand die toestand teloor doet gaan (zoals het openen van de doos met de kat die kat doodt). Bild c.s. hebben het dus wat groter aangepakt met dat mikrokristalletje.
Dat fungeerde als kat. Het radioactieve atoom werd gespeeld door een supergeleidend cricuit als kwantumbit die in verschillende kwantumtoestanden kan tegelijk kan zijn. Geen geigerteller of fles met gif maar een piëzoelektrisch blokje die een elektrisch veld creëert als het trillende kristalletje van trilling verandert. Dat is om de superpositie van de kwabit op het kristalletje over te brengen (o begrijp ik (=as) het).
Ruimtelijke scheiding
Dat kristalletje kon in twee richtingen tegelijk oscilleren, bijvoorbeeld van boven naar beneden en omgekeerd: levend en dood zoals de kat. Die toestanden zijn echter op macroschaal waar te nemen. De onderzoekers zouden hebben aangetoond dat de mechanische resonator (het kristalletje) bestaat uit zo’n 1017 atomen die in superpositie staan van twee tegengestelde gescheiden (die twee ’toestanden’). Die waren, zo bleek uit metingen (als ik=as het goed begrepen heb) duidelijk in ruimte gescheiden. Niet veel (10-18 m, maar toch. Genoeg voor de onderzoekers om de grens tussen kwantum- en macrowereld op te zoeken.
Volgende doel voor de onderzoekers is het experiment nog eens te doen maar dan met een nog grotere kat, om de kwantumfysica nog wat dichter bij de macrowereld.
Bron: Futura-Sciences
‘Vrijwaring’: Helaas moet ik hier bij hoge uitzondering opmerken dat ik dit verhaal niet goed vat. Ik heb geen toegang tot het oorspronkelijke artikel en begrijp het artikeltje in Futura-Sciences ook niet erg goed. Normaal gesproken plaats ik alleen verhalen waarvan ik denk dat ik ze goed begrijp, anders plaats ik ze niet, maar het verhaal van de kat is me te dierbaar om dat te laten lopen. Wijs me terecht….!