Фізики Віденського університету досягли найбільшої квантової суперпозиції масивного об'єкта

Австрійські фізики з Віденського університету досягли значного прогресу у вивченні квантової механіки, створивши найбільшу квантову суперпозицію масивного об'єкта, що розширює межі відомого експерименту «Кіт Шредінгера». Ця концепція, сформульована Ервіном Шредінгером у 1935 році, мала на меті проілюструвати принцип суперпозиції, уявляючи об'єкт, який одночасно перебуває у двох протилежних станах до моменту спостереження.

Дослідження, опубліковане у виданні Nature 21 січня 2026 року, продемонструвало, що окремі кластери, що складаються приблизно з 7000 атомів натрію та мають розмір близько 8 нанометрів, виявили здатність перебувати у двох місцях одночасно. У цьому експерименті атомні скупчення поводилися як хвилі, розширюючись у суперпозиції різних траєкторій, які інтерферували, формуючи вимірюваний візерунок. Квантова теорія не встановлює верхньої межі для суперпозиції, проте макроскопічні об'єкти зазвичай не демонструють цього явища через декогеренцію, процес, що змушує систему переходити у визначений стан при взаємодії з навколишнім середовищем.

Важливість цього досягнення полягає у метриці «макроскопічності», яка об'єднує масу об'єкта та тривалість квантового стану. За заявою команди, ця суперпозиція у десять разів перевищує попередній зафіксований рекорд, хоча це не обов'язково означає найбільшу масу, поміщену у суперпозицію. Для порівняння, попередній рекорд 2023 року був встановлений Швейцарським федеральним інститутом технології в Цюриху, де було досягнуто суперпозиції осцилюючого кристала масою 16 мікрограмів.

Стефан Герліх, один із авторів дослідження, зазначив, що подальше збільшення масштабу буде складним завданням, оскільки більш масивні частинки мають коротші довжини хвиль, що ускладнює розрізнення між квантовими та класичними передбаченнями. Дослідники тепер планують перейти до експериментів із біологічною матерією, що вважалося малоймовірним лише п'ятнадцять років тому. Подальші кроки команди, ймовірно, будуть зосереджені на спробах підтримати когерентність у більших або складніших системах, враховуючи проблему декогеренції у теплих середовищах.

Початково експеримент Шредінгера був критикою Копенгагенської інтерпретації квантової механіки, але він залишається ключовим для дослідження меж між квантовим і класичним світами. Сучасні дослідження, як-от проєкт TEQ, спрямовані на визначення умов, за яких відбувається колапс квантового стану об'єкта. Це підкреслює постійний пошук відповідей на питання, як класична фізика постає з квантової основи, що є критично важливим для розуміння фундаментальної природи реальності.