Исследователи объяснили, почему квантовое поведение не возникает в повседневной жизни

→ 17.06.2015

Исследователи объяснили, почему квантовое поведение не возникает в повседневной жизни

Международная команда исследователей полагает, что выяснила, почему странное квантовое поведение возникает на уровне отдельных частиц, но не в повседневном мире. И все это сводится к общей теории относительности Эйнштейна и влиянию силы тяготения на время.

Исследование также объясняет, почему кот в знаменитом мысленном эксперименте Эрвина Шрёдингера жив все время, пока находится в коробке.

Идея кота Шрёдингера, которая была придумана австрийским физиком в 1935 году, состояла в том, чтобы продемонстрировать то, что известно как квантовая суперпозиция, — это когда объект находится одновременно в более чем одном состоянии, пока оно не измерено. Например, кот в коробке может быть и мёртв, и жив, и это можно узнать, только открыв коробку и посмотрев на него.

Но с тех пор, как была продемонстрирована квантовая суперпозиция с помощью атомов и молекул, мы никогда не встречали, чтобы странное квантовое поведение возникало в чём-то большем. В результате, исследователи полагают, что, скорее всего, что-то служит помехой, подавляя эти квантовые поведения в объектах с участием более чем одной частицы. Но теперь команда исследователей показала, что явление, известное как гравитационное замедление времени, также участвует здесь.

Гравитационное замедление времени — это явление, которое замедляет время вблизи массивного объекта, например, как Земля. Это было предсказано Альбертом Эйнштейном 100 лет назад и после подтверждено при помощи суперточных часов. На самом деле, те, кто работают на первом этаже здания, будут трудиться медленнее, чем их коллеги, которые сидят на 10-м этаже, но только на 10 наносекунд в год.

Теперь исследователи из Австрии, США и Австралии обнаружили, что тот же самый эффект искореняет квантовое поведение в сложных объектах, состоящих из более чем одной частицы.

Все частицы немного вибрируют, но новое исследование показывает, что эта вибрация зависит от замедления времени, поэтому она замедляется на Земле и ускоряется на больших высотах. В малом масштабе это несущественно, но, когда множество частиц образуют объект, квантовое поведение подавляется, и объекты ведут себя в повседневной жизни так, как мы к этому привыкли.

«Мы показали, как изменения во времени, вызванные гравитацией, влияют на способность объекта быть в разных квантовых состояниях одновременно, — сказала Магдалена Цих, физик из Университета Квинсленда в Австралии, которая участвовала в исследовании. — Даже небольшой эффект массы Земли будет по-прежнему влиять на квантовое состояние объекта, и чем больше объект, тем больше эффект».

Результаты были опубликованы в журнале «Природа физики», они могут пролить свет на взаимодействие между квантовой теорией и общей теорией относительности, двух великих теорий 20-го века, а также могут объяснить некоторые вещи, которые мы наблюдаем в остальной части Вселенной.

«Ещё предстоит выяснить, какие будут результаты в космологических масштабах, где гравитация может быть гораздо сильнее», — говорит соавтор исследователь Каслав Брукнер из Университета Вены в Австрии.

До сих пор это рассматривалось только теоретически, но команда предполагает, что эксперименты с волновой материей в ближайшем будущем смогут подтвердить эти результаты.
(via)

comments powered by HyperComments
Система Orphus