A kvantumelmélet egyik legismertebb gondolatkísérletének főszereplője, Schrödinger macskája – ellentétben azzal, ahogyan eddig Heisenberg határozatlansági elve alapján hihette a tudomány – kanadai kutatók tanulmánya szerint mégis megleshető.

Heisenberg határozatlansági elve azt mondja ki, hogy a kvantummechanika világában lehetetlen pontos méréseket végezni, mert maga a mérés megváltoztatja a vizsgálatunk tárgyát; a szuperpozíció állapotában a kvantumbit egyszerre kétféle állapotban létezhet, és amíg nem végzünk el közvetlen méréseket, mindkét állapot ugyanannyira igaz.

Schrödinger macskáját egy dobozba zárva kell elképzelnünk, melléhelyezve egy mérget tartalmazó üveget, amely egy radioaktív részecske hatására megöli a macskát. Ha azonban nem történik radioaktív bomlás, akkor a méregfiola érintetlenül, a macska pedig életben marad. A kvantummechanika elve szerint amíg nem nézünk be a lezárt dobozba, addig mindkét végkifejlet lehetséges: a macska életben van és halott is egyszerre.

A Nature Photonics tudományos lapban közölt tanulmány vezető szerzője, Jeff Salvail úgy jellemezte a kísérletüket, hogy egy kis betekintést nyertek Schrödinger macskájára.

A tudósok arra keresik a választ, hogy meddig érvényesek a kvantummechanika törvényei (amik a radioaktív bomlásra jellemzők), és honnantól viselkedik az anyag a klasszikus fizika törvényei szerint (ami a macska viselkedésére jellemző).

Hogy megvizsgáljanak egy kvantumállapotot, a rendszer számos megegyező másolatán kell elvégezni több mérést – írják a tanulmány szerzői. Olyan gyenge mérések szükségesek, olyan kevés információt kell begyűjteni egy-egy vizsgálattal, hogy a kvantumállapot ne roppanjon össze.

A tanulmány szerzői nem állítják, hogy teljesen megkerülték a határozatlansági elvet, mert ez nem lehetséges. Pontosabban fogalmazva (fenntartva, hogy a szavakban elvész minden olyan precizitás, ami a kutatómunka matematikai magyarázatában fellelhető) sikerült kihasználniuk a határozatlansági elv bizonyos részleteit.

Ebben az esetben, a polarizált fényt két különböző vastagságú kristályon eresztették át: az első, nagyon vékony kristály „óvatosan" megmérte a horizontális és vertikális polarizációs állapotot, míg a második, vastagabb kristály komolyabb mérést végzett a diagonális polarizáción. A folyamatot sokszor megismételve pontos statisztikát lehet gyűjteni, amivel megállapítható a foton polarizációja.

A kanadai kutatóknak egy viszonylag új technika alkalmazásával elsőként sikerült közvetlenül megmérniük egyes fotonok polarizációját. Az ottawai egyetem eredményét fontos lépésnek tartják ahhoz, hogy kvantumszámítógépeket tudjunk létrehozni.