Ještě nedávno by myšlenka, že „kočka“ může v laboratoři zůstat souběžně živá i mrtvá po desítky minut, zněla jako čistá sci-fi. Představte si temnou místnost, ticho rušené jen slabým bzučením přístrojů, kde tisíce atomů tajně vedou dvojí život. Právě zde se odehrál experiment, který nenápadně mění náš pohled na hranice mezi možným a nemožným.
Obyčejný atom v neobyčejném stavu
Na první pohled všechno začíná skromně – laboratoř, pár laserů, několik tisíc studených atomů. Vědci tentokrát pracovali s ytterbiem, které ochladili téměř na absolutní nulu. Každý atom zde dostal svůj vlastní světelný „obojek“: pomocí světa jej vědci udrželi přesně tam, kde potřebovali.
Nešlo však o obyčejné uchopování materiálu. Každý atom zvládli opatrně uvést do superpozice dvou zásadně odlišných stavů. A právě v této neklidné rovnováze se odehrávalo něco výjimečného.
Když kvantová kočka přežije nečekaně dlouho
Obraz Schrödingerovy kočky stále vyvolává známé mravenčení – stav, ve kterém objekt existuje zároveň jako „živý“ i „mrtvý“. Běžně se taková kvantová nejistota rozplyne během zlomku vteřiny. V novém experimentu ale podobný stav přetrvával 1 400 sekund, tedy přesně 23 minut a 20 sekund.
Za těchto podmínek je každý atom nesmírně citlivý i na nepatrné změny okolí – třeba na jemné zachvění magnetického pole. Proto tento rekord neznamená jen teoretickou zajímavost. Nabízí nové možnosti v oblasti kvantových senzorů a přesného měření.
Stálost, která překvapuje i vědce
Životnost takzvané „kvantové kočky“ je v běžné laboratoři spíše prchavá. Vše kolem – od zbytkového plynu po miniaturní pohyb částic – většinou stavy rychle zničí. Tentokrát však dokázali atomy chránit natolik, že se superpozice udržela nebývale dlouho. Ještě lepší vakuum by tuto hranici mohlo posunout ještě dál.
Takto úspěšný experiment přitom nevyžaduje výlučně ytterbium. Různé prvky mají potenciál stát se „nositeli“ podobných stavů. Přesto právě ytterbiové uspořádání ukázalo, jaká rozmanitost se v oblasti kvantových systémů skrývá.
Inspirace nejen u atomů
Pokusy s kvantovými superpozicemi se v poslední době postupně přesouvají i k větším objektům. Nedávno například vědci udrželi v superpozici i krystal o hmotnosti 16 mikrogramů. Přenos hranice „života a smrti“ z atomů na makroskopické objekty nakonec vyvolává otázku, kde je vlastně mez.
V laboratořích se možnost „natahovat život“ kvantové kočky nečekaně prodloužila. To ovšem odhaluje také limity fyzikálních teorií, které jsme doposud považovali za dané.
Když pozorování přináší poznání
Zásadní roli zde hraje vztah mezi sledováním systému a samotným trváním superpozice. Jakmile sonda, světlo či okolní prostředí začnou s atomy komunikovat, vše se mění. Za určitých podmínek ale lze koutky tohoto „kočičího světa“ přeci jen na chvíli poodhalit.
Výsledky zatím čekají na odborné zhodnocení, experiment však již teď nabízí nový pohled na to, jak dlouho může být kvantová nejednoznačnost „skryta před zraky“ v laboratorních podmínkách.
Překročení neviditelných hranic
Vědecký posun, který tento pokus představuje, naznačuje novou etapu chápání kvantových jevů ve světě okolo nás. Stabilita superpozice, dříve považovaná za téměř nemožnou, se mění v laboratorní realitu – a spolu s ní se mění i naše představy o hranicích mezi možností a nemožností.
