Sto let po vzniku kvantové mechaniky získali Nobelovu cenu lidé, kteří zabili Schrödingerova kočku

Jakkoli to může znít podivně, kvantová mechanika popisuje svět, který nás obklopuje

Bylo to v roce 1935 a Erwin Schrödinger už měl po krk čtení nesmyslů. Neuplynulo ani deset let od vzniku moderní kvantové mechaniky a svět se již naplnil bláznivými pseudofilozofickými úvahami o tom, co je ve skutečnosti realita.

A pak to chudák Erwin nevydržel a rozhodl se nám povědět o své kočce.

O té samé Schrödingerově kočce. O své kočce, o uzavřené neprůhledné krabici a navíc o nádobě s jedovatým plynem. Tato nádoba je ovládána otevíracím zařízením, které se spustí pouze v případě, že se radioaktivní částice rozpadne během určitého časového období.

Po uplynutí této doby je pravděpodobnost, že kočka je mrtvá, 50 %, a pravděpodobnost, že je živá, také 50 %. „Pokud krabici neotevřeme,“ říká nám standardní verze této „paradoxní situace“, „kočka bude zároveň živá i mrtvá“. Jinými slovy, můžeme být klidní: dokud krabici neotevřeme, kočka nebude skutečně mrtvá.

Podle mnoha interpretů je to právě ten, kdo krabici otevře, kdo kočku zabije.

Nikdo nechápe chudáka Erwina. Je zajímavé, že navzdory tomu, že tento příběh byl do omrzení používán k ilustraci myšlenky kvantové superpozice, Schrödinger jej použil, aby ukázal absurditu aplikace kategorií kvantové mechaniky na reálný (makroskopický) svět. Podle rakouského fyzika bude kočka živá nebo mrtvá bez ohledu na to, zda krabici otevřeme, nebo ne.

Ale… co když to tak není? O půl století později však skupina vědců z Kalifornské univerzity v Berkeley nebyla tak přesvědčená. Již několik let bylo známo, že nám chybí klíčový prvek pro pochopení procesu molekulárního rozpadu.

To znamená, že „schopnost jednotlivých částic se rozpadat je dobře známa“ (to je například fyzikální fakt, který leží v základu uhlíku-14); jde o to, že podle toho, co jsme věděli o fyzice, to nemohlo být. Částice se neměly rozpadat.

V letech 1984–1985 John Clark, Michel H. Devore a John M. Martinis provedli sérii experimentů s uzavřeným elektrickým obvodem se supravodiči a dokázali, že Schrödinger se mýlil.

V čem spočívala jeho chyba? Jak jsem již řekl, cílem myšlenkového experimentu s kočkou bylo „ukázat absurditu této situace, protože zvláštní vlastnosti kvantové mechaniky obvykle mizí v makroskopickém měřítku. Kvantové vlastnosti celé kočky nelze demonstrovat v laboratorním experimentu“.

Od té doby, co se těmto výzkumníkům podařilo dokázat, že podivné vlastnosti kvantového světa lze pozorovat i ve větších systémech, však vše přestalo být tak jednoznačné.

To velmi dobře vysvětlují lidé jako Anthony Leggett, protože ačkoli „makroskopický systém složený z mnoha Cooperových párů je stále o mnoho řádů menší než kotě“, klíčem k experimentu je to, že „existují jevy, kterých se účastní velké množství částic, které se jako celek chovají tak, jak předpovídá kvantová mechanika“.

Nobelova cena za zabití koťátka. „Byli byste velmi překvapeni, kdyby se míč náhle objevil na druhé straně zdi. V kvantové mechanice se tento jev nazývá tunelový efekt a právě on jí vynesl pověst podivné a neintuitivní“, vysvětlil výbor ceny. Právě to vědci demonstrovali na makroskopické úrovni.

Ale udělali ještě něco jiného. A nemám na mysli vytvoření základů, které nám umožnily vytvořit technologický systém, jaký známe: od tranzistorů počítačových mikročipů, které vidíme všude, až po kvantovou kryptografii. Ne. Mám na mysli smazání hranice, která oddělovala svět velmi malých věcí od světa, který známe.

Cestou „zabili kočku“, ale skrz mezeru, kterou vytvořili, pronikly některé z nejlepších vědeckých úspěchů, které máme.