Lewis Carroll의 유명한 어린이 소설 Alice 's Adventures in Wonderland에서 , Alice는 Cheshire 고양이를 만나서 사라지고 미소를 남깁니다. 이제 물리학 자들은 물리적 특성에서 중성자 인 물체를 분리하여 양자 버전의 고양이 버전을 만들었습니다. 이 실험은 약한 측정이라는 기술을 사용하여 양자 역학이 더 이상 해지는 방법의 최신 예이며, 연구원에게 정밀 측정을 수행하기위한 이상한 새로운 실험 도구를 제공 할 수 있습니다.
.양자 물리학에서, 작은 입자는 반대 조건 또는 상태에있을 수 있으며, 동시에 중첩으로 알려진 특성입니다. 예를 들어, 전자는 문자 그대로 반대 방향으로 동시에 회전 할 수 있습니다. 그러나 스핀을 측정하려고 시도하면 전자가 어떤 식 으로든 회전하는 것으로 밝혀 지도록 해당 상태가 "붕괴"됩니다. 양자 이론은 일반적으로 입자의 상태를 변경하지 않고 적어도 적어도 입자의 상태를 측정하는 것을 금지하기 때문입니다.
그러나 1988 년 이스라엘 텔 아비브 대학교의 이론가 인 야키르 아로 노프 (Yakir Aharonov)와 동료들은 소위 약한 측정을 통해 섬세한 양자 상태를 측정 할 수있는 방법을 꿈꾸었다. 물론 지불 할 가격이 있습니다. 약한 측정은 개별 입자에 대해 아무것도 드러낼 수 없지만 같은 상태의 많은 입자의 거동만을 나타냅니다. 그리고 입자를 올바른 상태에 넣을뿐만 아니라 결국 특정 상태에있는 입자 만 선택해야하므로 전체 실험을 후 향적으로 분석해야합니다. 그럼에도 불구하고, 약한 측정은 일반 측정에서 할 수없는 현상을 조사 할 수 있으며, 지난 11 월 Aharonov와 동료들은 양자 Cheshire Cat을 실현하는 데 어떻게 사용될 수 있는지 설명했습니다.
여기 아이디어가 있습니다. 중성자의 빔은 모두 같은 방향으로 자화 된 모든 방향으로 중성자 간섭계라는 장치로 들어갑니다 (다이어그램 참조). 빔은 빔 스플리터를 쳤다.이 빔 스플리터는 거시적 빔뿐만 아니라 각 중성자를 설명하는 양자 파를 분할한다. 따라서 빔 스플리터 후, 각 중성자는 기괴한 양자 상태에 있습니다. 이것은 "미리 선택된"상태입니다. 다른 경로를 취한 후, 파도는 두 번째 빔 스플리터에서 재결합하고 서로를 방해하여 중성자가 모두 두 개의 "포트"중 하나 인 라이트 포트 중 하나를 통해 간섭계를 종료하도록합니다.
자, 여기가 이상해지는 곳이 있습니다. 실험자는 필터처럼 작동하는 두 번째 빔 스플리터 앞에 몇 개의 가제트를 설치하여 중성자가 경로 1에서 상태 에 있으면 오른쪽으로 편광 된 왼쪽 - "postselected state" - 대신 어두운 포트에서 나옵니다. 각 중성자가 그 상태에 있지 않기 때문에 불필요하게 들릴 수 있습니다. 그러나 두 상태는 일반적인 부분을 가지고 있습니다. - 그리고 그 겹침은이 추천 상태를 걸러 내려고 덕분에 일부 중성자가 어두운 포트에서 나오도록 보장합니다.
이 추정 된 이후 이벤트 만 살펴보면 중성자가 경로 1을 통과했다고 확신 할 수 있습니다. 겹치는 미리 선택된 후 선택된 상태의 유일한 부분은 경로 1의 유일한 부분이기 때문입니다. 반면에, 자기를 측정하려고하면 모든 자력이 경로 2에 있다는 것을 알게 될 것입니다. 따라서 측정 후, 변경된 미리 선택된 상태 및 동일한 선택 상태의 일부는 경로 2의 부분입니다.
전통적인 해석은 전체 논쟁이 무의미하다는 것입니다. 중성자 검출기로 경로 1에 도달하면 그 측정은 원래 양자 상태를 변경하여 경로 2에서 자기를 측정했는지 여부에 대해 관찰 할 수 없으며 그 반대도 마찬가지입니다. 그러나 Aharonov의 이론에 따르면, 측정은 약하게 이루어져서 중성자의 상태를 바꾸지 않도록 할 수 있습니다. 그리고 이것이 바로 Vienna University of Technology 및 동료의 Yuji Hasegawa와 Arxiv Preprint Server에 게시 된 논문에보고 한대로 한 일입니다.
.프랑스 그레노블의 Institut Laue-Langevin에서 중성자 간섭계를 사용하여 연구원들은 중성자의 몇 % 만 흡수하는 흡수기를 삽입했습니다. 그들이 경로 2에 넣을 때, 어두운 항구를 떠나는 중성자의 속도는 동일하게 유지되었습니다. 그들이 경로 1에 넣을 때, 숫자는 감소하여 선택된 상태의 중성자가 경로 1을 통과한다는 것을 증명했다. 그런 다음 작은 자기장을 적용하여 중성자의 분극을 약간 회전시키고 간섭 패턴을 교란시켰다. 필드가 경로 1에 적용되면 효과가 없었습니다. 그러나 경로 2에서, 어두운 포트를 빠져 나가는 중성자의 수는 바뀌었고, 중성자의 자기가 모두 경로 2에 있음을 증명하는 것이었다. 따라서 고양이는 미소와 분리되어 있었다.
실험에 관여하지 않은 영국 브리스톨 대학교의 이론가 인 Sandu Popescu는이 실험은 "양자 현상의 반 직관적 인 특성을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것"이라고 말했다. 홀수 양자 현상은 더 나은 정밀도 측정에 유용 할 수도 있다고 그는 말했다. 일부 물리학 자들은 뉴턴의 중력 법칙이 1 밀리미터보다 짧은 거리에서 올바른지 여부를 테스트하고 있습니다. 섬세한 실험은 외부 전자기 효과에 의해 혼란 스러울 수 있습니다. 그러나 연구원이 중성자의 질량을 자기 자력에서 나눌 수 있다면, 캐나다 토론토 대학의 실험자인 Aephraim Steinberg는 말합니다.
