Понимание перехода от вероятностной области квантовой механики к детерминированному классическому миру долгое время озадачивало физиков. Недавнее исследование, проведенное испанскими учеными и опубликованное в Physical Review X, предлагает новые взгляды на этот фундаментальный вопрос.
Исследование, возглавляемое Филиппом Штрасбергом из Автономного университета Барселоны, использовало продвинутые численные моделирования для изучения того, как характеристики классического мира могут возникать из квантовых систем. Исследователи сосредоточились на коллапсе квантовых волновых функций, которые могут существовать в нескольких состояниях одновременно, в одно наблюдаемое состояние.
Штрасберг объяснил: "Квантовая физика противоречит нашему классическому опыту в отношении поведения отдельных электронов, атомов или фотонов. Однако, когда мы рассматриваем макроскопические величины, которые мы можем воспринимать, такие как температура или положение, наши результаты показывают, что квантовые интерференционные эффекты быстро исчезают." Эта находка предполагает, что даже несколько атомов или фотонов могут демонстрировать классическое поведение, укрепляя идею о том, что возникновение классического мира из квантовых состояний является неизбежным явлением.
Исследование опирается на интерпретацию множества миров квантовой механики, которая утверждает, что каждое квантовое событие создает несколько ветвей реальности. Проблема заключалась в том, чтобы согласовать эти параллельные вселенные с уникальным опытом нашего классического мира. Симуляции команды показали, что макроскопические характеристики, такие как порядок и структура, могут возникать из квантовых систем, которые на меньших масштабах кажутся хаотичными.
Интересно, что исследование также поднимает вопросы о природе времени. Исследователи наблюдали, что классический порядок может возникать из квантового хаоса, что предполагает возможность миров с обратными стрелами времени, где энтропия уменьшается, а не увеличивается. Хотя это маловероятно в нашей вселенной, такие сценарии расширяют теоретические границы того, как порядок и время возникают из хаоса.
По мере того как физики продолжают углубляться в квантовую механику, такие исследования не только улучшают наше понимание вселенной, но и прокладывают путь для потенциальных приложений в квантовых вычислениях, обработке информации и не только. Последствия этих находок могут повлиять на технологии, основанные на квантовых принципах, трансформируя наше взаимодействие с физическим миром.