¿Cómo comprobar si el gato de Schrödinger estaba en superposición de estados?

Supongamos que podemos hacer una preparación arbitrariamente precisa de un gato de Schrödinger (y aislarlo arbitrariamente bien para que la decoherencia no sea un problema). Si preparamos muchos gatos en este estado, ¿qué medición puede decirnos si estos gatos estaban en una superposición de estados vivos/muertos o simplemente en una mezcla de ellos? Por supuesto, no me refiero a experimentar con la partícula en descomposición que desencadena el veneno, sino con el gato mismo.

Supongo que necesitamos algún tipo de doble rendija u otro experimento que nos permita ver la interferencia entre los estados vivo/muerto, pero parece que no puedo encontrar un experimento adecuado para una "partícula" tan grande como un gato.

Para aclarar: modelemos nuestro "gato" como un objeto con dos estados posibles, como un fluido sobreenfriado y un cristal. Entonces, el fluido sobreenfriado correspondería al gato que está vivo, y el cristal sería un gato muerto. Es decir, en este modelo, la partícula en descomposición crearía un sitio de nucleación.

La pregunta entonces es cómo distinguir experimentalmente el estado α | yo i q tu i d ⟩ + β | C r y s t a yo ⟩ desde el Estado α | yo i q tu i d ⟩ ⟨ yo i q tu i d | + β | C r y s t a yo ⟩ ⟨ C r y s t a yo | , dado que podemos preparar un número arbitrario de copias del sistema en ese estado.

<rant> Dead no es un vector de estado, y tampoco lo es Alive . La afirmación común de que el gato se encuentra en una superposición de estados vivo y muerto es engañosa.</rant> En principio, podría ser posible detectar una superposición de objetos macroscópicos , pero estoy de acuerdo en que es difícil ver cómo se podría hacer esto realmente. .
¿Por qué el voto negativo? Aparte de mi diatriba sobre la superposición vivo/muerto, esta parece una pregunta perfectamente razonable.
Tu diatriba es probablemente exactamente la razón por la que recibió un voto negativo (aunque no fue de mi parte). El Gato de Schroedingers está tan tergiversado en la cultura popular y los medios de comunicación, que tenemos un montón de gente caminando pensando que, en la práctica, es posible preparar gatos vivos y muertos.
Un problema con la pregunta es ¿cómo se define vivo/muerto? ¿No es esto bastante difícil incluso en el contexto clásico?
OP, aclare si está preguntando: "¿Existen técnicas de medición para detectar si un solo estado es una superposición?" o "¿Existen técnicas de medición para detectar si un objeto macroscópico está en una superposición?" o "¿Existen técnicas para detectar si el gato de Schrödinger está en una superposición de vivo y muerto?" . Como dice John Rennie, la última pregunta es una tontería, pero las dos primeras estarían igualmente bien.
@ACuriousMind he editado la pregunta

Respuestas (1)

El problema es ese

supongamos que podemos hacer una preparación arbitrariamente precisa de un gato de Schrödinger

no es exactamente lo que necesitas hacer. Necesita ampliar sus capacidades para que pueda realizar una implementación arbitrariamente precisa del unitario que toma | a yo i v mi ⟩ a tu | a yo i v mi ⟩ = 1 2 ( | a yo i v mi ⟩ + | d mi a d ⟩ ) . Si desea poder detectar esto, debe permanecer razonablemente confinado a una pequeña dimensionalidad, lo que luego implica por ortogonalidad que

tu | d mi a d ⟩ = − 1 2 ( | a yo i v mi ⟩ − | d mi a d ⟩ )

La idea es entonces hacer pasar a tu gato dos veces por la caja negra, lo que invariablemente dará

tu 2 | a yo i v mi ⟩ = | d mi a d ⟩ .
Esto es imposible de lograr con una conducción de población puramente incoherente: si su caja mata gatos vivos el 50% de las veces y revive gatos muertos el 50% de las veces, entonces una mezcla de 50-50 muertos/vivos solo puede resultar en 50-50 muertos. /mezcla viva. En esencia, está ejecutando oscilaciones de Rabi en lugar de decaimiento y conducción incoherentes.

Este método va a ser bastante difícil de implementar con un gato real, en la medida en que nuestra tecnología actual nos impide resucitar a los muertos. Con una transición más reversible, como la de cristal líquido, hay más esperanza: solo debe ser cuidadoso y coherente en su control de ambas direcciones de la transición.

O, mejor aún, definir tu de modo que tu \ k d mi a d = + 1 2 ( \ k a yo i v mi − \ k d mi a d ) , entonces obtendrías tu 2 \ k a yo i v mi = \ k a yo i v mi , es decir 100% avivamiento :) .
¿Cómo comprobar si el gato de Schrödinger estaba en superposición de estados?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v