Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Что делать с квантовой суперпозицией (если забыли в чём проблема — то вот тут я рассказывал), которую невозможно представить и как вытащить кота Шрёдингера в область здравого смысла? Вопрос хороший и попытка как-то объединить эти два мира в физике существует, наверное, со времен их появления. Но пока все попытки были тщетны.
Однако, учёные не сдаются (оно и понятно, ведь Вселенная не играет в кости…Если уж по уму. А две физики — это странно). Физики-теоретики предприняли очередную попытку примирить причудливый мир квантовой механики с классической реальностью, предложив модификацию известного парадокса кота Шрёдингера.
Мир элементарных частиц подчиняется законам квантовой механики, в то время как крупные объекты демонстрируют поведение, предсказанное общей теорией относительности Эйнштейна, и не наблюдаются в суперпозиции состояний. Особенно остро проблема стоит при описании Вселенной с использованием квантовых принципов. Космос кажется полностью классическим, не имеет внешнего наблюдателя, способного произвести “измерение” и вызвать коллапс квантовой суперпозиции.
“Вопрос заключается в том, может ли Вселенная, лишенная внешней среды, находиться в состоянии суперпозиции? Наблюдения показывают, что нет: все развивается в соответствии с классическими предсказаниями общей теории относительности. Что же разрушает эту суперпозицию?” — комментирует Маттео Карлессо, ведущий автор исследования и физик-теоретик из Триестского университета.
Чтобы разрешить эту дилемму, Карлессо и его коллеги предложили эволюцию квантовых состояний во времени. Предложенные изменения призваны объяснить, каким образом квантовые суперпозиции могут разрушаться в макроскопических системах, приводя к классическому поведению, наблюдаемому во Вселенной. Дальнейшие исследования в этом направлении, возможно, помогут создать более полную и последовательную картину мироздания, объединяющую квантовую механику и общую теорию относительности.
Ключевым нововведением стало добавление в уравнение Шрёдингера членов, учитывающих взаимодействие системы с самой собой, а также введение ряда дополнительных, специфических членов. Эти дополнения приводят к постепенному разрушению квантовой суперпозиции, переводя систему в более определенное, классическое состояние.
“Характерной особенностью этих эффектов является их усиление с увеличением размера системы”, — подчеркивает Карлессо.
Иными словами, чем больше объект, тем сильнее проявляется тенденция к коллапсу квантовой суперпозиции.
Предложенные модификации практически не оказывают влияния на поведение микроскопических квантовых систем, таких как отдельные атомы и молекулы. Однако, для более крупных систем, включая саму Вселенную, добавленные члены приводят к коллапсу суперпозиции, придавая им определенные значения, которые соответствуют нашим наблюдениям за космосом. Таким образом, предложенная модель позволяет объяснить, почему Вселенная кажется нам классической, а не квантовой, несмотря на то, что на микроскопическом уровне действуют законы квантовой механики.
Результаты исследования, подробно описывающие модифицированное уравнение Шрёдингера, были опубликованы в февральском номере журнала Journal of High Energy Physics.
Если сильно упростить логику исследователей, то получается, что они добавили в классическое уравнение квантовой суперпозиции некоторые факторы, которые не влияют на математику и равенство выполняется. Но так происходит только на микроуровнях. Когда система начинает увеличиваться в размерах обозначенные факторы оказывают влияние на систему и происходит математический коллапс квантовой функции. Это описывает, как квантовая функция состояния становится обычной и детерменированной на макроуровне.
Как относиться к такому исследованию? Сказать сложно. Дело в том, что проверить это пока почти невозможно. По сути это игра с математикой и смелая гипотеза. Математически она проверена, а практически — чтобы проверить такое утверждение нужно каким-то образом сначала увидеть саму квантовую функцию, а потом отследить её сворачивание при росте размера, причём обозначенные коэффициенты должны быть с чем-то связаны и наблюдаемы.
Мы ведь, например, можем связать коэффициент преломления с наблюдаемой картиной? Точно также мы должны отследить и влияние тех самых коэффициентов.
Так или иначе, подход безусловно интересен.
Поделись видео: