Те са в състояние да предизвикат в калциев йон суперпозицията на две състояния на движение, разделени от типично разстояние, десетки пъти по-голямо от първоначалния размер на обекта.

калциеви

Схема на експеримента направен от Ло и неговите сътрудници. Осите представляват неопределеността в положението (абсцисата) и момента (ординатата) на калциев атом. Започвайки от основното му състояние (вляво), изследователите първо намалиха разсейването в първоначалното положение на атома, с цената на увеличаване на несигурността в неговия момент (център). След това те предизвикаха в него суперпозиция от две състояния на движение, характеризиращи се с типично разделяне 56 пъти по-голямо от първоначалния размер на атома (вдясно). [От: „Изцедени йони на две места наведнъж“; Трейси Нортъп в природата, кн. 521, 21 май 2015 г.]

В известния мисловен експеримент, замислен през 1935 г. от Ервин Шрьодингер, котка е заключена в стоманена камера заедно с „адска машина“. Той съдържа радиоактивен атом, който в случай на разпад ще активира устройство, което ще освободи отровата и ще убие котката. Ако атомът е в квантова суперпозиция на състояния (дезинтегриран и не дезинтегриран), какво се случва с котката? Ако приемем, че самото животно не функционира като измервателно устройство, законите на квантовата механика диктуват, че докато се измери състоянието на системата, котето също ще се окаже в суперпозиция на състояния; тоест живи и мъртви едновременно.

Една от най-новите версии на известния експеримент беше извършена наскоро от Hsiang-Yu Lo и други изследователи от политехническото училище в Цюрих. В неговата работа еквивалентът на котката е калциев йон, затворен в електромагнитен капан. От своя страна аналогът на освобождаването или не на отровата се извършва от сила, която в зависимост от електронното въртене на атома би действала върху него, измествайки го в една или друга посока.

Подготвяйки спина в суперпозиция на състояния, изследователите наблюдават как атомът също еволюира към суперпозиция от две състояния на движение, всяко съответстващо на това, че го е избутало в едната или другата посока. Резултатите са публикувани в последния брой на списание Nature.

Основната новост в работата на Ло и неговите сътрудници е, че те са използвали „изцедени“ състояния. При тях първоначалното положение на атома може да се определи с по-голяма точност от обикновено, с цената на увеличаване на несигурността по това време. Благодарение на това изследователите постигнаха суперпозиция на състояния, характеризиращи се с пространствено разделяне, по-голямо от това, което обикновено се постига при този тип експерименти. По-конкретно, след „смачкване“ на калциевия атом, авторите успяват да предизвикат колебания в него в противоположни посоки с амплитуда до 56 пъти първоначалния му типичен размер.