В обучението по квантова механика студентите изучават уравнението на Шрьодингер и как да изчислят вълновата функция. Въпреки това остава неразрешен въпрос: как класическият свят се появява от множеството възможни решения на вълновата функция? Тази функция описва множество състояния, но как тя "колапсира" в конкретна реалност, която възприемаме като атоми, котки или обекти от ежедневието?
На високо ниво този процес се обяснява чрез правилото на Борн, което гласи, че вероятността за намиране на обект на дадено място е пропорционална на квадрата на вълновата функция в тази точка.
От суперпозиция до класическа реалност
Ервин Шрьодингер създава известната мисловна задача с котката, за да покаже парадокса на квантовия колапс. Според класическата интерпретация котката е едновременно жива и мъртва в затворена кутия, докато наблюдателят не отвори кутията и не установи състоянието ѝ.
Съвременните физици обаче изследват този процес по-задълбочено. Докато модифицирането на уравнението на Шрьодингер не води до голям успех, интерпретации като теорията за пилотната вълна на Де Бройл-Бом и интерпретацията за паралелните светове придобиват популярност.
През 1957 г. Хю Еверет III разработва интерпретацията на паралелните светове в квантовата механика в докторската си дисертация в Принстън. След дипломирането си той напуска физиката и започва работа за американската армия.
Симулации разкриват класическия свят
Испански екип от квантови теоретици използва числени симулации, за да покаже, че на големи мащаби класическият свят може да възникне от широк клас квантови системи. Според изследователите, квантовите интерференции, които причиняват странното квантово поведение, изчезват при мащаби, възприемани от човека, като температура или позиция на обект.
Това подсказва, че класическият свят, който виждаме, може да произхожда от интерпретацията за паралелните светове, където безброй вселени съществуват едновременно и се разклоняват при всяко квантово измерване.
Решаване на проблемите на паралелните светове
Основен проблем в теорията за паралелните светове е как да се обясни класическото ни възприятие в един-единствен свят. Авторите на изследването предлагат нов подход, който избягва проблема с "квантовото декохериране", т.е. как взаимодействията с околната среда водят до възникване на класически обекти.
Те показват, че стабилни класически структури възникват от множество възможни еволюции на вълновата функция при различни енергийни нива и начални условия. Този процес не изисква "фино настройване" и се случва изключително бързо – експоненциално с нарастването на системния размер.
Екипът симулира квантова еволюция за до 50 000 енергийни нива и установява стабилни разклонения, които водят до класически структури.
Стрелата на времето
Симулациите показват, че някои разклонения създават светове с нарастваща ентропия (стрела на времето), докато други водят до светове с намаляваща ентропия. Това демонстрира, че ред, структура и времева посока могат да възникнат дори в хаотична квантова мултивселена.
Работата на екипа свързва квантовата механика със статистическата физика, показвайки как макроскопичните свойства на класическия свят се раждат от хаоса на квантовите системи.
Справка: Philipp Strasberg et al, First Principles Numerical Demonstration of Emergent Decoherent Histories, Physical Review X (2024). DOI: 10.1103/PhysRevX.14.041027
Източник: Numerical simulations show how the classical world might emerge from the many-worlds universes of quantum mechanics, David Appell, Phys.org
Още по темата
Физика
Защо Луи де Бройл, нобелов лауреат по физика, изостави теорията си за пилотните вълни?
Физика
Нашата реалност изглежда съвместима с квантова мултивселена
Физика
Двама държавни служители предлагат нова интерпретация на квантовата механика
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари