La fisica quantistica può essere un mondo strano in cui le cose si comportano in modi che inizialmente potrebbero non avere senso. L'esperimento mentale di "Schrödinger's Cat" è stato progettato per dimostrare alcune di queste proprietà, vale a dire che atomi e molecole possono esistere contemporaneamente in due stati diversi fino a quando qualcuno non li dà un'occhiata. Ora, un gruppo di ricercatori ha usato questo paradosso quantistico per catturare i complessi meccanismi interni degli interni delle molecole in modo più dettagliato che mai.
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Per anni, il gatto di Schrödinger è stato ritenuto un esperimento mentale particolarmente raccapricciante. Come originariamente ideato da Erwin Schrödinger, prevedeva di mettere un gatto in una scatola sigillata e di dargli una probabilità del 50/50 di essere esposto al gas velenoso. Fino all'apertura della scatola, il gatto è considerato sia vivo che morto. Negli ultimi anni, tuttavia, i ricercatori hanno dimostrato che si tratta di qualcosa di più di un semplice esperimento mentale: non solo possono esistere particelle in due stati contemporaneamente, ma possono anche esistere in due luoghi contemporaneamente, riporta Tia Ghose per LiveScience .
Questo fatto ha portato ad alcuni sviluppi interessanti. Gli scienziati del SLAC National Accelerator Laboratory della Stanford University hanno utilizzato un laser ottico verde per dividere essenzialmente una molecola di iodio in versioni di se stesso: uno stato eccitato e uno stato non eccitato. Quindi, sparando impulsi di raggi X sulle molecole gemelle, il cosiddetto "stato di gatto", sono stati in grado di catturare entrambe le versioni in un "ologramma a raggi X", scrive Jennifer Ouelette per Gizmodo . Mettendo insieme una serie di queste immagini, i ricercatori hanno creato un video stop-motion, scrive. Hanno pubblicato i loro risultati sul server di prestampa arXiv, un documento che è stato accettato per la pubblicazione dalla rivista Physical Review Letters.
"Vediamo che inizia a vibrare, con i due atomi che virano l'uno verso l'altro e allontanarsi come se fossero uniti da una molla", afferma Phil Bucksbaum, ricercatore SLAC e professore di Stanford in una nota. “Allo stesso tempo, vediamo il legame tra gli atomi spezzarsi e gli atomi volano via nel vuoto. Allo stesso tempo li vediamo ancora connessi, ma restano in sospeso per un po 'a una certa distanza l'uno dall'altro prima di rientrare. Col passare del tempo, vediamo le vibrazioni diminuire fino a quando la molecola non si ferma di nuovo. "
Tutto ciò accade in un trilione di secondo, ma potrebbe portare a nuovi sviluppi nella ricerca quantistica. Cucendo insieme ogni istantanea scattata dagli impulsi dei raggi X, gli scienziati sono stati in grado di creare un film altamente dettagliato che mostra entrambi gli stati allo stesso tempo. I ricercatori possono persino usare questa tecnica per creare sequenze dettagliate dai dati raccolti in esperimenti passati con la fisica quantistica per dare un'altra occhiata a ciò che sta accadendo all'interno dello stato del gatto, riferisce Ouelette.
"Il nostro metodo è fondamentale per la meccanica quantistica, quindi siamo ansiosi di provarlo su altri piccoli sistemi molecolari, compresi i sistemi coinvolti nella visione, nella fotosintesi, nella protezione del DNA dai danni UV e in altre importanti funzioni nelle cose viventi", afferma Buckbaum in una nota.
Usando questa tecnica, i ricercatori potrebbero presto ottenere nuove informazioni su come la fisica quantistica influenza i sistemi e i processi biologici.
