„ | я от будильника просыпаюсь... | “ |
Ученые из Австралии и Франции провели эксперимент, который, по их словам, указывает на реальность волновой функции (пси-функции). Результаты своих исследований физики опубликовали в журнале Nature Physics. «Лента.ру» кратко знакомит своих читателей с работой авторов.
Волновая функция описывает состояние микрочастицы и фигурирует в уравнении Шредингера в квантовой механике. Именно с ней связано большинство проявлений квантовой теории, отличающих ее от классической физики. Квадрат модуля пси-функции определяет вероятность частицы принимать то или иное состояние. Ее можно представить в виде суммы слагаемых (суперпозиции состояний), а сам процесс измерения сводится к извлечению одного из возможных слагаемых.
ФилософияУченые, как правило, придерживаются одного из двух мнений о волновой функции. Согласно первой точке зрения, пси-функция реальна (является частью объективной реальности) и способность кота Шредингера быть одновременно и мертвым, и живым, является объективной характеристикой природы.
Это составляет содержание так называемой онтологической интерпретации квантовой теории. Объективность здесь означает, что такое свойство волновой функции никак не связано с человеком и его представлениями о природе. Волновой функции все равно, что «думает» о ней человек.
Вторая точка зрения сводится к тому, что волновая функция — это математический объект, вводимый из-за недостаточного знания учеными закономерностей квантового мира. В частности, такой точки зрения придерживался Альберт Эйнштейн. «Вы действительно считаете, что Луна существует, только когда вы на нее смотрите?» — говорил ученый.
Эта и некоторые другие точки зрения составляют содержание так называемых эпистемологических интерпретаций квантовой механики. Такая концепция означает, что волновая функция — это только инструмент познания, но никак не то, что имеет отношение к объективной реальности.
ЭкспериментВ своем эксперименте ученые измеряли квантовые состояния пары фотонов, каждый из которых мог находиться в одном из двух неортогональных одно к другому состояниях (например, когда одна частица имеет горизонтальную поляризацию, а другая не вертикальную, а, например, диагональную).
В случае, если волновая функция является частью объективной реальности, единичный эксперимент не должен определить состояние поляризации. Это можно будет сделать, только проведя дополнительные измерения. Ученые не смогли получить достаточно информации о поляризации фотонов после единичного измерения. Как отмечают физики, это может означать ошибочность большинства эпистемологических интерпретаций квантовой механики.
Ученые работали не в обычном гильбертовом пространстве, размерность которого равна двум, а в его трехмерных (для кутритов) и четырехмерных (куквадритов) обобщениях. Как теоретически показано в предыдущих работах физиков, эксперименты именно с неортогональными состояниями в пространствах с размерностями, большими двух, могут привести к нарушению специального неравенства, справедливого именно для эпистемологической интерпретации квантовой теории.
В ходе эксперимента физики определяли значение величины S, связанной с вероятностями нахождения частиц в квантовых состояниях. Если бы ее значение оказалось большим или равным единице, то верной можно было бы считать эпистемологическую интерпретацию. В своих опытах физики получали, что S всегда меньше единицы, следовательно, верна онтологическая интерпретация.
В установке ученых используется спонтанное параметрическое рассеяние света: создается пара сцепленных фотонов, которая в специальном кристалле, накачиваемом лазером с длиной волны в 410 нанометров, разделяется на единичные частицы, сумма импульсов и энергий которых равна таковым у исходных фотонов.
Затем частицы пропускаются через призму Глана-Тейлора, с помощью которой подготавливаются поляризации квантов. Выполнение измерения производится на обратном пути при помощи детектора единичных фотонов.
Эксперимент показал, что статистически эпистемологическая интерпретация не выполняется. Тем не менее, ученые считают, что многомировая трактовка квантовой теории, предложенная Хью Эвереттом, все еще имеет смысл. Эта теория больше похожа на эпистемологическую интерпретацию, чем на онтологическую. Также не противоречит экспериментам ученых ретропричинная интерпретация, согласно которой будущее может влиять на прошлое.
«Если предположить, что понятие объективной реальности существует, наши результаты указывают на то, что волновая функция должна напрямую соответствовать этой реальности», — заключают авторы исследования.
Андрей Борисов
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
15 +16−1 | OD1N Orion | 10:31:52 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
я от будильника просыпаюсь... |
13 +14−1 | Alex Kor | 10:54:00 04/02/2015 |
Ничего не понял, но мне кажется статья бьет по духовным скрепам и оскорбляет мои религиозные чувства. Удалите её пожалуйста, а то я напишу в прокуратуру! |
9 +11−2 | Unknown | 11:49:05 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
К чему этот снобизм? Неуместно. |
4 +6−2 | Инкогнито Ревизорофф | 20:32:03 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Можно поподробнее про "энергию", которой "наполняется сознание". Что за энергия? Кинетическая или потенциальная? Электромагнитная или гравитационная? Сколько джоулей необходимо для полного "заполнения сознания"? Каков КПД при "заполнении"? Или вы это просто цитировали эзотерическую бессмыслицу? |
4 +5−1 | Том Мишкин | 17:05:01 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Очень глубокомысленен и актуален твой комментарий |
4 +4−0 | Себастьян Перейро | 10:26:13 04/02/2015 |
Толпа естествоиспытателей , На тайны мирозданья пялит взоры, А жизнь их шлет к такой то матери Сквозь их могучие приборы! (С) Губерман |
3 +3−0 | Ivan Gavryushin | 17:54:12 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Плохо знаю и физику, и математику, однако, текст более или менее понятен. Вопросы вызывает использование терминологии. Онтологическая интерпретация предусматривает наличие непересекающихся распределений плотностей вероятности. (c) Что есть онтология в физике даже не представляю, для меня это философский термин. В целом сильно резжет ухо. Понимающие свой предмет физики и математики часто убеждены, что они наиболее точно подбирают термины и определения для описания теорий. Однако, объективная реальность оказывается куда менее идеальной функцией. |
3 +3−0 | Andrey Lavrenenkov | 13:23:46 04/02/2015 |
Комментарий удалён. | ||
Статья написана для тех "нефизиков", которые всё же интересуются и иногда почитывают научно-популярные книжки Стивена Хокинга, или Брайана Грина, или хотя бы юмористическую "Краткую историю почти всего на свете" Билла Брайсона. В них о том же и так же доходчиво. И на Ленту такие читатели тоже ходят. А вот что Коняева нет, плохо. Он писал подобные обзоры не менее доходчиво, но часто и с юмором. Было интереснее. |
2 +2−0 | Алексей Толкунов | 16:40:10 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
В реале объективность волновой функции говорит, что Энштейн был совсем не прав (хотя это уже давно доказано другими экспериментами) и существуют живомертвые коты, элементарные частицы, которые "знают", что их будут измерять в будущем, идеальные категории, которые влияют на материальный мир и прочие офигительные штуки. |
2 +3−1 | K.Hrebtov | 16:29:34 04/02/2015 |
я ничего не понял - бандеровцы и укрофашисты реальны или нет? |
2 +3−1 | Себастьян Перейро | 10:22:28 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Комплухтер на котах?! Ми-ми-ми-ми, хотет! |
2 +2−0 | Simoron 108 | 10:04:04 04/02/2015 |
до последнего дуры стараются. "Эксперимент показал, что статистически эпистемологическая интерпретация не выполняется. Тем не менее, ученые считают, что многомировая трактовка квантовой теории, предложенная Хью Эвереттом, все еще имеет смысл. Эта теория больше похожа на эпистемологическую интерпретацию, чем на онтологическую." |
2 +8−6 | Ким Котов | 09:55:24 04/02/2015 |
Че-то раньше как-то более популярно рассказывали. Верните Коняева. |
1 +1−0 | Инкогнито Ревизорофф | 18:25:38 05/02/2015 | ||||||
| ||||||||
О, переселение душ - еще одна "научная" тема. Ну-ка объясните мне парадокс - популяция организмов на Земле постоянно растет. Откуда берутся новые души? А во времена биологических катастроф - куда они деваются при недостатке тел? |
1 +2−1 | tankmaster tankmaster | 20:11:31 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Вы и это умудряетесь некорректно интерпретировать. |
1 +3−2 | Parsec | 17:30:53 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
коняев спился и работает на хунту за харчи |
1 +1−0 | Алексей Толкунов | 16:35:40 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Если почитать о, например, двухщелевых экспериментах с электронами, то иначе, как к магии, относится к квантовой механике нельзя. |
1 +2−1 | Paul Kruspe | 15:46:39 04/02/2015 |
Хохлотроллей нет - и уже неинтерестно комменты читать , как я к ним уже привык ! |
1 +1−0 | Simoron 108 | 13:49:48 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Спасибо за комплимент. |
1 +2−1 | Ekaterina Tsygankova | 11:57:16 04/02/2015 |
Комментарий удалён. | ||
Браво, Alex Flavion! Вы прекрасно объясняете и пишите. |