Котката на Шрьодингер се пренесе в Космоса

Физици под ръководството на Паоло Вилореси (Paolo Villoresi) от университета на Падуа в Италия са създли аналог на котката на Шрьодингер от фотони, пуснати в Космоса.

По този начин учените са доказали възможността за използването на спътници за предаване на шифровани съобщения на основата на квантовата механика. Статията е публикувана в изданието Physical Review Letters, съобщава Lenta.ru.

Интерференцията е физическо явление, което протича с налагането на няколко вълни една върху друга. В случая със светлината тези вълни се явяват електромагнитни и тяхната интерференция води до преразпределяне на интензивността на светлината.

Тъй като светлината се разпространява с помощта на елементарни частици – фотони, то интерференцията с други думи води до усилване или намаляване на вероятността фотонът да се окаже в определено пространство в определено време. При това фотонът е способен да интерферира сам себе си, буквално като се разпада на две отделни, взаимодействащи си помежду си състояния.

Интерференция на фотони е наблюдавана по-рано в лабораторни условия, но според авторите на статията квантовите явления са справедливи за условията, в които са били потвърдени експериментално.

Затова задачата на физиците се състояла в това да наблюдават квантова интерференция на фотони на огромни разстояния, което не е използвано по-рано в изследванията. За тази цел физиците изпратили лъч светлина от телескоп, разположен в обсерваторията за лазерна телеметрия в Матера (MLRO), към орбитален спътник, снабден с отражатели.

За създаването на квантова интерференция учените разделили фотоните на две части, всяка от които се явява един вид алтернативно състояние на съществуването на фотон. Известен модел на едновременното съществуване на две състояния се явява котката на Шродингер, която представлява суперпозиция – смесено състояние на жива и мъртва котка в едно и също време.

В случая с експеримента фотонът се явявал суперпозиция от два „пакета“ – алтернативни фотони, преминаващи през сложна оптична система със закъснение милиардни части от секундата.

Фотонните пакети отскочили от отражателя на спътника и се върнали в оптичната система на обсерваторията, където учените успели да наблюдават квантова интерференция. Общото разстояние на пробега на фотоните е било безпрецедентните пет хиляди километра. Поради относителната скорост на спътника в интерференционната картина са възникнали изменения, които са потвърдили теоретичните изчисления.

Учените смятат, че тяхната работа доказва възможността на технологиите за квантова криптография с използването на спътници, която ще позволи да се изпращат чрез космически канали ключове за кодирана секретна информация.