Как квантовые системы формируют классический мир: новое открытие

В последние десятилетия наука о квантовой механике сделала значительные успехи, однако основная загадка остается: как хаотичные квантовые состояния превращаются в привычный классический мир, окружающий нас? Группа испанских физиков-теоретиков сделала важный шаг к ответу на этот вопрос, проведя численные симуляции, которые показывают, как из квантовых систем могут возникать свойства классической реальности.

Новое исследование: Как квантовые системы формируют классический мир

Группа физиков-теоретиков из Испании провела численные симуляции, показавшие, как из квантовых систем могут возникать свойства классического мира. Работа опубликована в престижном журнале Physical Review X (PRX) и вносит значительный вклад в понимание взаимодействия квантовых и классических реалий.

Квантовая механика объясняет поведение элементарных частиц, таких как электроны и фотоны, внутри их микроскопического мира. Однако она часто противоречит нашему повседневному опыту, который базируется на предсказуемом поведении объектов. Например, в известном парадоксе Шредингера мы не наблюдаем кошек, находящихся одновременно в состоянии жизни и смерти, как это утверждается в теории квантовой суперпозиции. Тем не менее, в квантовой механике частицы могут находиться в нескольких состояниях до момента измерения.

Ключевым вопросом, остающимся открытым в квантовой механике, является то, как из этих квантовых суперпозиций возникает привычный нам классический мир. Ранее физики использовали метод квантовой декогеренции, который объясняет возникновение классических объектов из запутанных квантовых состояний при взаимодействии с окружающей средой. Однако этот подход имеет свои ограничения и эффективен только для определенных типов взаимодействий.

Новое исследование ученых продемонстрировало, что на более крупных масштабах классический мир может возникать из множества возможных путей развития квантовых волновых функций. Это означает, что даже небольшое количество атомов или фотонов может вести себя классически, при этом квантовые интерференционные эффекты быстро исчезают по мере увеличения системы. Исследователи подчеркивают универсальность этого явления, которое не требует специальной настройки, что делает его неизбежным для сложных квантовых систем.

Интересно, что ученые также выявили, что классические миры могут формироваться даже из квантовых систем в состоянии термодинамического равновесия. Этот результат открывает новые горизонты в понимании того, как порядок может возникать в, казалось бы, хаотичных частях квантовой мультивселенной.

По мнению исследователей, их открытие вносит важный вклад в теорию многомировой интерпретации квантовой механики и демонстрирует, как загадочные квантовые явления могут формировать наш привычный классический мир. Это может изменить подход к изучению квантовых систем и их взаимодействию с классической реальностью, открывая новые возможности для научных исследований в области физики.

На сегодняшний день исследование, опубликованное в Physical Review X (PRX), демонстрирует, что классические свойства могут возникать из квантовых суперпозиций, даже при наличии множества возможных путей развития. Это открытие подчеркивает универсальность явлений, связанных с квантовой декогеренцией, и вносит значительный вклад в теорию многомировой интерпретации квантовой механики.