物理学家以前所未有的细节拍摄了原子进入薛定谔猫状状态的过程，揭示了原子同时以两种完全不同的状态存在时的样子。
该团队想出了一种技术，可以捕捉小至 0.3 的细节埃- 或小于原子的宽度 - 短至十亿分之一秒的百万分之三十。这些图像构成了第一部关于原子“猫国家”的定格动画电影的基础。
对于那些需要快速回顾一下的人来说，这里有一个非常基本的概述薛定谔的猫思想实验。
薛定谔猫实验由奥地利物理学家欧文·薛定谔于 1935 年提出，提出将一只猫（假设）放入装有一些活炸药的盒子中，一旦合上盖子，这些炸药就有 50/50 的几率爆炸。
就我们的目的而言，这是一个神奇的防爆盒子，不会透露内部实际发生的情况，因此在您打开盒子之前，您不知道您的猫处于什么状态。
这意味着在你打开盒子之前，你的猫会同时处于两种状态——死或活（还有一个秘密的第三个选项：非常生气）。
这个假设场景的棘手之处在于，只要你保持盒子盖关闭，你的猫就处于所谓的叠加状态——它既是死的又是活的，因为它必须是一个，而且不可能既是死的又是活的。
当薛定谔想出这个实验来思考时我们宇宙中现实的本质，并证明有多奇怪量子力学事实上，几十年后，物理学家意识到原子可以表现出现实生活中猫的双胞胎状态。
正如 Jennifer Ouellette 为 Gizmodo 解释的那样，2005年，美国国家标准与技术研究所的物理学家在实验室成功创建“猫状态”，其中六个原子被证明同时处于“自旋向上”和“自旋向下”状态。
“把它想象成同时顺时针和逆时针旋转，”她说。
这一原则后来成为了以下原则的基础：量子计算机- 有望成为下一代计算技术，它将把我们现有的计算机从水中吹出来 - 虽然物理学家已经非常擅长迫使原子进入叠加态，但到目前为止，没有人能够清楚地拍摄到这种行为。
为了实现这一目标，斯坦福大学和美国能源部 SLAC 国家加速器实验室的一个团队创造了一种双原子碘分子。
他们用 X 射线激光轰击该分子，使其吸收短暂的能量爆发。这种冲击促使分子分裂成两个版本——一个是兴奋的，另一个是不兴奋的。
SLAC国家加速器实验室
当这个分裂的分子被另一束 X 射线激光轰击时，光粒子（或光子）从两个版本的分子中散射出来，并重新组合形成该作用的 X 射线全息图。
SLAC国家加速器实验室
该团队一遍又一遍地进行这个实验，并成功地将一系列 X 射线快照串在一起，创建了世界上最详细的分子内部机制的 X 射线电影。
“我们的电影基于数十亿个碘气体分子的图像，展示了碘分子在受到如此大的能量激发时所有可能的行为方式，”团队成员之一 Phil Bucksbaum 说道，在新闻稿中。
您可以看到下面的结果：
这是巴克斯鲍姆解释一下您刚刚观看的内容：
“我们看到它开始振动，两个原子相互靠近和远离，就像它们通过弹簧连接在一起一样。同时，我们看到原子之间的键断裂，原子飞入虚空。
同时，我们看到它们仍然连接在一起，但在返回之前以一定距离悬停一段时间。随着时间的推移，我们看到振动减弱，直到分子再次静止。所有这些可能的结果都发生在几万亿分之一秒之内。”
该团队不仅成功地比以往更详细地成像了碘分子的行为，而且他们表示这种拍摄技术可以追溯应用于过去实验的数据。
“我们的方法是量子力学的基础，因此我们渴望在其他小分子系统上进行尝试，包括涉及视觉、光合作用、保护 DNA 免受紫外线损伤以及生物中其他重要功能的系统，”巴克斯鲍姆说。
该研究已被接受在即将出版的一期杂志上发表物理评论快报，但你现在可以在预印本网站上阅读它，arXiv.org。
你真的需要看团队的实验讲解视频，因为它是光荣的：
