Как луч света превращается в кота Шрёдингера ✎ экспресс

Оригинал: "Towards Schr\"odinger Cat States in the Second Harmonic Generation"
arXiv:2603.24067 · 2026-03-25 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Мощный лазерный луч в кристалле спонтанно раздваивается на квантовом уровне.

Лазерный луч в особом кристалле сам собой превращается в «кота Шрёдингера» — смесь двух состояний. Эрвин Шрёдингер придумал этот парадокс для атома, а теперь физики видят его для целого потока фотонов.

Свет подобен роте солдат на плацу. Пока ничто не мешает, все фотоны маршируют в такт — это когерентность, а их движение ограничено предельной скоростью. Но кристалл, удваивающий частоту (меняющий красный цвет на синий), заставляет пустоту дрожать. Вакуум рождает и тут же гасит виртуальные частицы, которые дёргают фотоны. Ритм сбивается, и строй распадается на два отряда, идущих в противофазе.

Даже для лучей в 10 миллионов фотонов эта неупорядоченность не разрушает квантовую суперпозицию. Расчёт вёл гибридный метод: квантовая механика для малых чисел и модель траекторий для мощных потоков. Итог проверяли отрицательными пиками в математической карте состояния — такое невозможно в классическом мире. Рой Глаубер описал когерентность, Серж Арош растил «котов» в резонаторах, но кристалл оказался куда проще. А из абсолютной пустоты можно выжать реальный свет, если резко сжать пространство — динамический эффект Казимира.

Квантовый вакуум не пуст: если быстро сжать пустое пространство, из него появятся реальные фотоны — динамический эффект Казимира.

\omega_{\rm blue} = 2\omega_{\rm red}
частота синего света вдвое больше частоты красного
Учёные
David DeutschErwin SchrödingerJohn Stewart BellLouis de BroglieLov GroverPaul Benioff
Понятия
состояние кота Шрёдингера генерация второй гармоники удвоение частоты когерентное состояние генерация квантового света суперпозиция сверхизлучательный фазовый переход гауссовы состояния квантовый свет фазовый переход второго рода эволюция во времени вакуум состояния переноса заряда функция Вигнера уравнение Шрёдингера кот Шрёдингера эффект Швингера кривизна Берри теорема о запрете клонирования неравновесие