Физик «приговорил» кота 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».

Кот Шрёдингера

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.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.