量子物理学は、物事が最初は意味をなさないように振る舞う奇妙な世界になる可能性があります。 「シュレーディンガーの猫」の思考実験は、これらの特性のいくつかを実証するために設計されました。つまり、原子と分子は、誰かが覗くまで、2つの異なる状態で同時に存在できるということです。 現在、研究者グループは、この量子パラドックスを使用して、分子内部の複雑な内部構造をこれまで以上に詳細に捉えています。
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シュレディンガーの猫は何年もの間、特に恐ろしい思考実験であると考えられていました。 もともとアーウィン・シュレーディンガーによって考案されたように、それは密閉された箱に猫を入れ、毒ガスにさらされる可能性を50/50に与えることを伴いました。 箱が開けられるまで、猫は生きているか死んでいるとみなされます。 しかし、近年、研究者は単なる実験ではないことを示しています。粒子は一度に2つの状態で存在するだけでなく、2つの場所に同時に存在することさえあります、とTia GhoseはLiveScienceに報告しています。
この事実は、興味深い発展をもたらしました。 スタンフォード大学のSLAC国立加速器研究所の科学者は、緑色光レーザーを使用して、ヨウ素分子を本質的にそれ自体のバージョン（励起状態と非励起状態）に分割しました。 そして、双子の分子、いわゆる「猫の状態」でX線のパルスを発射することにより、彼らは両方のバージョンを「X線ホログラム」で捕捉することができました、とジェズニファー・ウレットはギズモードに書いています。 これらの一連の画像をつなぎ合わせることで、研究者はストップモーションビデオを作成しました、と彼女は書いています。 彼らは、結果をarXivプレプリントサーバーに投稿しました。これは、その後、 Physical Review Letters誌に掲載が認められた論文です。
SLACの研究者でスタンフォード大学の教授であるPhil Bucksbaumは声明で次のように述べています。「2つの原子が互いに近づいたり離れたりすることで振動し始めます。 「同時に、原子間の結合が切れ、原子がボイドに飛び散るのがわかります。 同時に接続されているのを確認しますが、戻る前に少し離れたところにぶら下がっています。時間が経つにつれて、分子が再び静止するまで振動が減衰します。」
これはすべて1兆分の1秒で起こりますが、量子研究の新しい発展につながる可能性があります。 X線パルスによって撮影された各スナップショットをつなぎ合わせることにより、科学者は両方の状態を同時に示す非常に詳細なムービーを作成することができました。 研究者はこの手法を使用して、量子物理学で過去の実験で収集したデータから詳細なシーケンスを作成し、猫の状態の内部で何が起こっているかを一目で把握することもできます、とOueletteは報告しています。
「私たちの方法は量子力学の基本であるため、視覚、光合成、UV損傷からのDNAの保護、生物のその他の重要な機能に関与するシステムなど、他の小分子システムで試してみたいと考えています」とバックバウムは声明で述べています。
この手法を使用して、研究者は量子物理学が生物学的システムとプロセスにどのように影響するかについての新しい洞察をすぐに集めることができました。
