Физик «приговорил» кота Шрёдингера

3 079 просмотров
Об авторе

Кот Шрёдингера

Арт Хобсон предложил решение в рамках стандартной квантовой физики, которое должно поставить точку в длительной дискуссии о природе квантового измерения. В своей статье от 8 августа в Physical Review A физик утверждает, что ключом к пониманию проблемы измерения, иллюстрированной как «кот Шрёдингера», является такое явление, как «нелокальность».

В 1935 году нобелевский лауреат Эрвин Шрёдингер использовал пример кота, запертого в коробке, чтобы проиллюстрировать центральный парадокс квантовой физики: микроскопические частицы, такие как электроны, фотоны или атомы, могут существовать в двух квантовых состояниях одновременно. Это состояние суперпозиции.

«Измерение в квантовой физике означает использование какого-либо крупномасштабного макроскопического устройства, вроде счетчика Гейгера, для того, чтобы узнать что-то о квантовом состоянии микроскопической системы, типа атома или фотона», — пишет Хобсон. — «Квантовая теория, кажется, говорит о том, что при подключении к микроскопической системе крупномасштабного измерительного прибора, способного различать два разных состояния микроскопической системы, счетчик Гейгера тоже «запутается» в суперпозиции. Но этого мы никогда не наблюдали и не принимаем».

Используя иллюстрацию Шрёдингера, Хобсон отмечает, что кот играл роль счетчика Гейгера, подключенного к радиоактивному ядру, чтобы определить, в каком состоянии оно находится, распалось или нет. «Живой кот» должен быть макроскопическим сигналом того, что ядро не распалось; «мертвый кот» означал бы, что ситуация прямо противоположна. Из квантовой теории вытекает, что кот должен быть запутан в суперпозицию живого и мертвого состояния. Это в реальном мире женщина не может быть немножко беременной, в мире квантовой физики она будет представлять собой единицу, равную всем возможным состояниям.

В своей статье Хобсон пишет, что квантовое состояние кота «запутано» с атомным состоянием, подразумевая этим то, что имеет место важное «нелокальное отношение», или мгновенное действие на расстояние между двумя объектами. Согласно нелокальности, если два запутанных объекта развести в разных направлениях и изменить состояние одного из них, второй мгновенно сменит свое состояние в ответ, вне зависимости от того, как далеко они будут находиться друг от друга. Хобсон приводит в пример эксперименты, подтверждающие его анализ; пары фотонов запутывали с 1990 года (и даже больше).

«Странно то, что действие происходит мгновенно, не имея времени на то, чтобы направить световой, электромагнитный или радиосигнал», — говорит Хобсон. — «Это один объект, который ведет себя как один объект, но в двух разных местах. И не имеет значения, какова дистанция между ними».

Это явление нужно принять во внимание, чтобы разрешить проблему измерения, считает ученый. Из этого выходит, что в случае с мысленным экспериментом Шрёдингера кот больше не будет живым и мертвым одновременно. Он будет мертв, если ядро распадется, и жив, если не распадется, как и ожидается.

По словам Хобсона, с 1978 года появилось три опубликованных анализа, которые предлагали похожее решение в проблеме измерения, но их никто не заметил, и дебаты продолжились, что привело к путанице и «псевдонаучным заявлениям о последствиях квантовой физики».

По мнению Хобсона, нам важно разобраться в основах квантовой физики. Теории уже более ста лет, и всякие идеи вытекали из нее, но их либо не замечали, либо не принимали всерьез. Он надеется, что это решение проблемы измерения будет принято сообществом квантовых физиков.

Физик «приговорил» кота Шрёдингера

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

9 комментариев

  1. ubicum

    Сами придумывают, потом что придумали доказывают. Бред какой то.

    • besedinalexey

      А разве это не цель ученых? Придумывать теории и потом доказывать их?

      • snork58

        Именно, текущее поколение ученых выдвигает теории, а следующие поколения пытаются их доказать, обычно такие теории малопременимы в момент их создания и начинают их доказывать когда уровень развития технологий позволяет их как-то применить.
        Из-за этого процесса, большинство людей относится скептически к подобным теориям, мол вы жрете деньги, а то что выдаете нам никакой пользы не приносит

  2. GASCII

    ну так парадокс Шрёдингера есть иллюстрация (аналогия) квантового мира. И естественно кот был всего лишь примером квонтовой! единицы, так что о разрешении парадокса говорить некорректно. Хобсон просто сказал что на примере с реальным котом (который есть макрообьект) парадокс исчезает - но так в том то и дело в макромире подобных парадоксов, а вот в квантовом есть и "квантовый" парадокс остаётся парадоксом никем не решённым.

    • Ингваръ Львиное Сердце

      Да нет никакого парадокса :)
      Парадокс начинается там, где мы мысленно проецируем кванты в привычные нам рамки макромира.
      Но кванты не существуют в рамках макромира, они существуют в рамках микромира где для достопочтенного кванта вполне нормально находиться в суперпозиции. И достопочтенный квант недоумевает, почему его заставляют отбросить все свои возможные состояния кроме одного, и остаться в одном единственном.

      • Sam777

        Уважаемый, квант не пребывает, а МОЖЕТ пребывать во всех состояниях одновременно, а мы как наблюдатели не можем узнать это его состояние не разрушив квантовую систему, поэтому СЧИТАЕТСЯ что квант пребывает в суперпозиции, то есть мы допускаем ВЕРОЯТНОСТЬ того или иного состояния, в этом и есть парадокс. А понятия квантового мира нельзя применять к макрообъектам, это понятно, просто иллюстрация с котом очень яркая, поэтому Шредингер ее использовал :)

        • Sam777

          При этом вероятность того, что квантовая система может быть в одном из возможных состояний увеличивается со временем, но никогда не становиться 100%-ой, поэтому и является вероятностью. На примере с котом - понятно что с течением времени вероятность того, что кот умрет становиться все выше, но никогда не станет 100-ной, и через 1000 лет и больше, то есть получается кот существо потенциально бессмертное - вот Вам и парадокс :)

          • msonic777

            сложно как то ... и очень хочется спроецировать на наш макромир - и пользовать каким либо образом.

  3. anonim123

    Кот сам является наблюдателем...... + Факт того что мы не знаем что происходит в коробке не заставляет кота делать две вещи одновременно. Просто мы не знаем.....

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.