Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Что такое квантовый дарвинизм: две физики одной вселенной.

23.05.2021 в 10:28

Законы классической и квантовой физики отличаются друг от друга, но кажется, что ученые наконец нашли выход свести их воедино.

Когда речь заходит о физическом мире, размер действительно имеет значение. В то время как "Большие" (от песчинки до галактического кластера) объекты подчиняются одному набору правил, о которых мы знаем из классической физики, "маленькие" объекты (атомы и частицы) ведут себя совершенно иначе
Что такое квантовый дарвинизм: две физики одной вселенной.. Именно это открытие примерно 100 лет назад и привело к появлению дисциплины, которую сейчас называют квантовой физикой.
Ученые искали способ примирить эти две разрозненные физики на протяжении десятилетий. И теперь теория, впервые предложенная польским физиком - теоретиком Войцехом зуреком в 2003 году, начинает набирать обороты как потенциальный источник компромисса. Речь о квантовом дарвинизме идет.
Одним из необычных аспектов квантового мира является суперпозиция, способность квантовой системы существовать в более чем одном состоянии одновременно. По-видимому, система переходит в одно или другое состояние - перемещаясь из квантового мира в "Классический" - только в тот момент, когда мы наблюдаем ее. Этот процесс называется декогеренцией, а квантовый дарвинизм является попыткой объяснить его.
Квантовый дарвинизм предполагает, что именно взаимодействие системы с окружающей средой вызывает декогеренцию, а вовсе не наличие наблюдателя. Сторонники этого подхода уверены, что такая точка зрения объясняет, почему мы не видим макрообъекты в квантовом состоянии - они всегда подвержены факторам окружающей среды.
Согласно теории зурека, квантовые системы имеют "Состояния Указателя". Это - конкретные, измеримые характеристики, такие как местоположение или скорость частицы. Когда частица взаимодействует со своим окружением, все суперпозиции этих характеристик - альтернативных местоположений или скоростей - декогерируются, оставляя только состояние указателя, которое и могут наблюдать люди, потому что оно "Впечатывает" себя в окружающую среду.
Вот тут идея дарвинизма и вступает в игру: только "Наиболее Подходящее" состояние (наиболее подходящее для данной конкретной среды) переживает процесс декогеренции. "Основная Идея Квантового Дарвинизма Заключается в том, что мы Почти Никогда не Проводим Никаких Прямых Измерений", заявил зурек в 2008 году в институте фундаментальных вопросов. "Окружающая Среда Похожа на Большой Рекламный щит, на Котором Размещены Многочисленные Копии Информации о Нашей Вселенной".
Согласно статье Quanta Magazine, опубликованной пару лет назад, три отдельные группы исследователей провели эксперименты, чтобы проверить квантовый дарвинизм на практике и отыскать признаки того, что квантовая система запечатлевает реплики своей среды внутри себя. "Все эти Исследования Показали то, что мы и Ожидали, по Крайней Мере, Приблизительно", - сказал зурек в интервью Quanta. Вероятно, мы уже находимся на пути к согласованию физики больших тел с физикой очень маленьких - остается лишь ждать.