Kas kvantpõimituseks nimetatud nähtus on füüsilise maailma kirjeldamiseks tõesti vajalik või on mõni kvantijärgne teooria võimalik takerdumiseta? Phys.org-i avaldatud uues uuringus on füüsikud matemaatiliselt tõestanud, et iga klassikalise piiriga teooria - kui see suudab kirjeldada meie tähelepanekuid klassikalises maailmas viidates klassikalistele teooriatele teatud tingimustel - peab hõlmama takerdumist. Seetõttu peaks hoolimata asjaolust, et takerdumine on vastuolus klassikalise arusaamaga, peaks see olema paratamatu ja kõige olulisem omadus mitte ainult kvantteooria, vaid ka mis tahes mitteklassikalise teooria jaoks, isegi kui see pole veel välja töötatud.
Füüsikud nagu Jonathan Richens Londoni Imperial College'ist ja Londoni University College, John Selby Londoni Imperial College'ist ja Oxfordi Ülikoolist ning Sabri Al-Safi Nottingham Trenti Ülikoolist on avaldanud artikli, milles öeldakse, et takerdumine on iga mitteklassikalise klassi vältimatu tunnus. teoorias, väljaandes Physical Review Letters.
"Kvantteoorial on võrreldes klassikalise teooriaga palju kummalisi jooni," ütleb Richens. „Traditsiooniliselt uurime, kuidas klassikaline maailm kvantmaailmast välja tuleb, kuid siin otsustasime selle arutluse ümber pöörata, et näha, kuidas klassikaline maailm kvantvormi kujundab. Niisiis näitasime, et viimase üks kummalisemaid jooni, kvantpõimumine, on klassikalisest teooriast kaugemale minemise vältimatu tagajärg või võib-olla isegi tagajärg meie suutmatusest klassikalisest teooriast loobuda, selle maha jätta."
Ehkki täielik tõestus on palju üksikasjalikum, on põhiidee, et iga reaalsust kirjeldav teooria peaks mingil määral käituma nagu klassikaline teooria. See nõue tundub üsna ilmne, kuid nagu näitavad füüsikud, seab see tõsiseid piiranguid mis tahes mitteklassikalise teooria ülesehitusele.
Kvantteooria vastab dekoherentsiprotsessi klassikalise piiri nõudele. Kui kvantsüsteem interakteerub väliskeskkonnaga, kaotab see kvantkoherentsuse, seotuse ja kõik, mis muudab selle kvandiks. Seega muutub süsteem klassikaliseks ja käitub klassikalises teoorias ootuspäraselt.
Füüsikud on näidanud, et iga mitteklassikaline teooria, mis rekonstrueerib klassikalise teooria, peab sisaldama takerdunud olekuid. Selle tõestamiseks läksid nad vastupidi: oletame, et sellisel teoorial pole mingit takerdumist. Ja siis näitasid nad, et ilma takerdumiseta peab iga klassikalise teooria rekonstrueeriv teooria ise olema klassikaline - ja see on vastuolus algse hüpoteesiga, et selline teooria peab olema mitteklassikaline. See tulemus tähendab, et eeldus, et sellises teoorias ei ole takerdumist, on vale, mis tähendab, et see peab olema igal seda tüüpi teoorial.
See tulemus võib olla alles paljude teiste seotud avastuste algus, kuna see avab võimaluse, et kvantteooria muid füüsikalisi tunnuseid saab taasesitada lihtsalt nõudes, et teoorial oleks klassikaline piir. Füüsikud soovitavad, et selle ühe nõude abil saab tõestada selliseid funktsioone nagu informatiivne põhjuslik seos, bittide sümmeetria ja makroskoopiline paiknemine. Need tulemused annavad ka selgema pildi sellest, milline peaks välja nägema iga tulevane mitteklassikaline post-kvantteooria.
"Minu tulevikueesmärgid on teada saada, kas Belli mittelokaalsust saab õppida ka klassikalise piiri olemasolust," ütleb Richens. "Oleks huvitav, kui kõik klassikalist teooriat asendavad teooriad rikuksid kohalikku realismi."
Reklaamvideo:
Lokaalne realism on kombinatsioon lokaliteedi põhimõttest ja "realistlikust" eeldusest, et kõigi objektide parameetrid ja omadused on "objektiivselt eksisteerivad" kõigi võimalike mõõtmiste jaoks, mida saaks nendel objektidel enne nende mõõtmiste tegemist teha. Einstein, olles ilmselt kohaliku realismi pooldaja, armastas sellega seoses öelda, et kuu ei kao taevast, isegi kui keegi seda ei jälgi. Tehtud katsetel põhinevad kaasaegse kvantmehaanika andmed seavad kahtluse alla kohaliku realismi mudeli adekvaatsuse reaalsuse "seadmega".
Ilja Khel
