Erwin Schrödinger 1935-ben alkotta meg egy gondolatkísérletben a világ, de legalábbis a kvantumvilág leghíresebb macskáját, amellyel a kvantummechnika feltételezett szabályainak abszurditására, illetve paradox jelenségeire hívta fel a figyelmet. A macska - ami egy dobozba bezárva, a mellette lévő radioaktív anyag bomlásától függően vagy él vagy nem, de amíg valaki ki nem nyitja a dobozt és meg nem nézi az állatot, addig tulajdonképpen mindkét állapotban van egyszerre a kvantummechanika törvényei alapján - lényegében a részecskék szuperpozíciójának szimbóluma, és sorsa azt mutatja be, hogy milyen furcsa helyzetet eredményez, ha a kvantumos szabályokat a makrovilág objektumaira vetítjük.

A szuperpozíció elméletét Niels Bohr, dán fizikus részletezte a koppenhágai interpretációban, eszerint egy kvantumrészecske egyszerre több állapotban létezik egyszerre, azaz a szuperpozíció állapotában van addig, amíg meg nem figyelik, csak ekkor fedi fel állapotát.

Schrödinger macskája az elmúlt kilencven évben gyakran használt illusztrációja lett a kvantummechanikai interpretációknak, és sokféle értelmezése született, az elméletek szintjéről a gyakorlati kísérletekbe is bevonták a kutatók. Egy újabb vizsgálatban viszont nem a hagyományos módon használták fel a fizikusok a képzeletbeli állatot, nem a szuperpozíció működését térképezték fel a segítségével, hanem egyszerűen egy macskás videót készítettek belőle, viszont nem akármilyen módon. A Kínai Tudományos és Műszaki Egyetem kutatói mesterséges intelligencia segítségével rendeztek rubídiumatomokat olyan formába, hogy azok Schrödinger macskáját jelenítsék meg, optikai csipeszekkel működő térbeli fénymodulátor irányítása által. A modulátort az MI-program vezérelte, ezért sokkal gyorsabban és hatékonyabban tudták változtatni az atomok pozícióját: egy-egy átrendezés csak 60 ezredmásodpercig tartott.

A módszer működésének illusztrálására a kutatók egy 230 × 230-µm területű, optikai csapdákból álló rendszerben összesen 549 atomot “tologattak” a megfelelő helyre, hogy Schrödinger macskájának sorsát bemutassák. Az atomok pozícióját fluoreszkáló fényük fedte fel, amivel a lézersugárra reagáltak.

Az atomok rendezésének módszere valójában hasznos alkalmazási célokat is szolgálhat a jövőben, mivel ehhez hasonló megoldással speciális kvantumszámítógépeket lehet építeni, amelyekben az optikai csapdába ejtett atomok játsszák a kvantumbitek szerepét, és a számításokat az atomok átrendezése révén lehet kivitelezni.

(Videó: R. Lin et al., Fotó: geralt/Pixabay)