Fizicienii teoreticieni au propus o nouă soluție la problemă Paradoxul pisicii lui SchrödingerCeea ce poate permite teoriilor lui Einstein despre mecanica cuantică și relativitatea să trăiască într-o mai bună armonie.
Legi ciudate Fizică cuantică Se presupune că obiectele fizice pot exista într-o serie de stări, cum ar fi în două locuri simultan sau având viteze diferite simultan. Conform acestei teorii, sistemul rămâne într-o astfel de „suprapoziție” până când interacționează cu un dispozitiv de măsurare și dobândește doar valori specifice ca urmare a măsurării. Această schimbare bruscă a stării sistemului se numește colaps.
Fizicianul Erwin Schrödinger a rezumat această teorie în 1935 cu faimosul său paradox al pisicii – folosind metafora unei pisici într-o cutie închisă care este atât moartă, cât și vie până când cutia este deschisă, prăbușind astfel starea pisicii și dezvăluind soarta acesteia.
Cu toate acestea, aplicarea acestor reguli la scenariile din lumea reală se confruntă cu provocări și aici apare adevăratul paradox. În timp ce legile cuantice se aplică lumii particulelor elementare, obiectele mai mari se comportă conform fizicii clasice, așa cum este prezis de teoria lui Einstein. Teoria generală a relativității, și nu sunt niciodată observate într-o suprapunere de stări. Descrierea întregului univers folosind principii cuantice ridică obstacole și mai mari, deoarece universul pare a fi destul de clasic și nu are niciun observator extern care să servească drept dispozitiv de măsurare a stării sale.
„Întrebarea este, poate universul, care nu are mediu înconjurător, să existe într-o astfel de suprapunere?” Autor principal Matteo CarlisoFizicianul teoretician de la Universitatea din Trieste din Italia a spus Live Science într-un e-mail. „Observațiile spun că nu: totul merge conform predicțiilor clasice ale relativității generale. Deci, ce rupe o asemenea suprapunere?”
Legate de: Quantum yin-yang arată doi fotoni încâlciți în timp real
Pentru a aborda această întrebare, Carleso și colegii săi au propus modificări la ecuația Schrödinger, care guvernează modul în care toate stările, inclusiv cele aflate în suprapunere, evoluează în timp.
„Modificări specifice ale ecuației Schrödinger ar putea rezolva problema”, a spus Carleso. În special, echipa a adăugat termeni la ecuație care explică modul în care sistemul interacționează cu el însuși, precum și alți termeni specifici. Aceasta, la rândul său, duce la prăbușirea suprapunerii.
„Astfel de efecte sunt mai puternice cu cât sistemul este mai mare”, a adăugat Carleso.
Este important că aceste modificări au un efect redus asupra sistemelor cuantice microscopice, cum ar fi atomii și moleculele, dar permit sistemelor mai mari – cum ar fi universul însuși – să se prăbușească la intervale recurente, oferindu-le valori specifice care se potrivesc cu observațiile noastre despre univers. Echipa a descris ecuația Schrödinger modificată în februarie în jurnal Journal of High Energy Physics.
Scoateți pisica din dezinfectant
În versiunea lor modificată a fizicii cuantice, cercetătorii au eliminat distincția dintre obiectele măsurate și dispozitivele de măsurare. În schimb, ei au propus ca starea fiecărui sistem să sufere colaps spontan la intervale regulate, făcându-l să dobândească valori specifice pentru unele dintre atributele sale.
Pentru sistemele mari, colapsul spontan apare frecvent, făcându-le clasice ca aspect. Obiectele subatomice care interacționează cu aceste sisteme devin parte din ele, ducând la prăbușirea rapidă a stării lor și la achiziționarea unor coordonate specifice, asemănătoare măsurătorilor.
„Fără nicio acțiune din partea entităților externe, orice sistem se instalează (sau se prăbușește) în mod automat într-o anumită stare”, a spus Carleso „În loc ca o pisică să fie moartă și vie, o găsește moartă sau vie”.
Noul model poate explica de ce… Timp liber Geometria nu există într-o suprapunere de stări și este guvernată de ecuațiile clasice ale teoriei relativității a lui Einstein.
„Modelul nostru descrie un univers cuantic care în cele din urmă s-a prăbușit și a devenit efectiv clasic”, a spus Carleso. „Am arătat că modelele de colaps spontan pot explica apariția universului clasic dintr-o suprapunere cuantică a universurilor, unde fiecare dintre aceste universuri are o geometrie diferită a spațiu-timpului.”
Deși această teorie poate explica de ce universul pare a fi guvernat de legile fizicii clasice, ea nu face noi predicții despre procesele fizice la scară largă.
Cu toate acestea, face predicții despre modul în care atomii și moleculele se vor comporta, deși cu abateri minime de la mecanica cuantică clasică.
Ca urmare, testarea modelului cantitativ modificat nu va fi atât de simplă. Lucrările viitoare vor avea ca scop dezvoltarea unor astfel de teste.
„Împreună cu colaboratorii experimentali, încercăm să testăm efectele modificărilor colapsului sau să derivăm limite ale parametrilor acestora. Acest lucru este exact echivalent cu testarea limitelor teoriei cuantice”.
„Mândru pasionat al rețelelor sociale. Savant web fără scuze. Guru al internetului. Pasionat de muzică de-o viață. Specialist în călătorii.”
More Stories
Fizicienii spun că este posibil să fi detectat o eroare puternică în univers
Modulul solar care orbitează surprinde coroana delicată a Soarelui în detalii uimitoare [Video]
Noul atlas genetic al dezvoltării creierului