Forscher erschaffen das kleinste Katzenvideo der Welt

Physiker können sehr kreativ werden, wenn es um das Demonstrieren ihrer wissenschaftlichen Entdeckungen und Fähigkeiten geht. Sie zeigten bereits des Öfteren, dass sie Atome mit extremer Genauigkeit in 2D und 3D bewegen können.

Asiatische Forscher hoben die Präsentation nun auf ein neues Level: Sie haben mithilfe spezieller Laser, genannt optische Pinzetten, das kleinste Katzenvideo der Welt erschaffen. Statt aus Pixeln besteht es aus insgesamt 2.024 Rubidium-Atomen, die vom Laser so bewegt werden, dass Katzenbilder entstehen, berichtet Science. Gesteuert werden die optischen Pinzetten von einem KI-Algorithmus, der in nur 60 Millisekunden Tausende Atome neu positionieren kann.

Das Ergebnis erinnert an einen pixeligen Comic. Hier kann man es ansehen:

Berühmtes Katzenexperiment

Hinter der Idee verbirgt sich eine Überlegung des Physikers Erwin Schrödinger, der sich einst ein berühmtes Experiment ausgedacht hat, das als Schrödingers Katze bekannt wurde. Dieses beschreibt das Prinzip der quantenmechanischen Superposition, wonach Atome mehrere Zustände gleichzeitig haben können.

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In seinem Experiment setzte Schrödinger eine Katze gedanklich in eine Schachtel, zusammen mit einem radioaktiven Atom, einem Auslösemechanismus und einem Gefäß mit Gift. Der Mechanismus ist so gebaut, dass das Gift freigesetzt wird, wenn das Atom zerfällt – ein Ereignis, das zufällig passieren kann.

Solange niemand in die Box schaut, ist das Atom laut Quantenphysik in einem überlagernden Zustand aus „zerfallen“ und „nicht zerfallen“ – der Superposition. Dadurch ist auch die Katze gleichzeitig tot und lebendig – zumindest aus quantenphysikalischer Sicht. Erst wenn man die Box öffnet und nachsieht, entscheidet sich, in welchem Zustand sich die Katze tatsächlich befindet.

Das haben die Physiker in ihrem Katzenvideo visualisiert, indem sie die Atome kontrollieren und diese so zwingen, sich immer wieder neu anzuordnen. Sie haben damit ein „Katzenvideo“ im atomaren Maßstab erschaffen – und damit wohl das kleinste Katzenvideo der Welt.

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Das kontrollierte Bewegen von Atomen, wie es die Physiker für das extrem kleine Katzenvideo gemacht haben, ist nicht nur witzig, sondern auch von großer Relevanz. Das hilft nämlich bei der sogenannten Quantenfehlerkorrektur, einem Schlüssel für die stabile Funktion von Quantencomputern.

Ihre Ergebnisse haben die Forscher im Fachjournal Physical Review Letters veröffentlicht.