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.
0 +0−0 | Андрей Иванов | 01:18:30 05/02/2015 |
Как было всё непонятно в мире до чтения статьи, так и осталось непонятным. |
0 +0−0 | Michael Smith | 23:33:42 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Гамильтоново пространство это чистая математика. Эксперимент как раз и проводили, чтобы выяснить как оно на самом деле, в физической реальности. |
0 +0−0 | Олександэръ Косякин | 23:18:11 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Только если вы живете в гамильтоновом многомерном пространстве... |
0 +0−0 | Михаил Лисовин | 22:14:44 04/02/2015 |
Комментарий удалён. | ||
Ну, хз... Когда мы меряем ток амперметром, мы неизбежно его изменяем. Амперметр-то имеет собственное сопротивление, пусть и очень малое. |
0 +0−0 | Michael Smith | 21:44:29 04/02/2015 |
Комментарий удалён. | ||
Нет, речь об объективной реальности волновой функции. То есть влияние наблюдателя на объект это не просто математическое предположение, а на самом деле происходит в объективной реальности. То есть Луна существует когда на нее смотрят. |
0 +0−0 | Олександэръ Косякин | 21:39:29 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Повседневная жизнь физиков теоретиков мало волнует. Они больше по многомерным гамильтовым пространствам. |
0 +1−1 | Вася Пупкин | 21:37:06 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Я с со своим советским высшим техническим образованием попытался читать, надеясь, что это не фейк. Даже комменты читал, м.б., я дебил. Ленте респект, возбудили бурление вокруг толстовской обезьяны |
0 +0−0 | Олександэръ Косякин | 21:35:27 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Иллюзия это ваш мыслительный процесс. |
0 +0−0 | Дмитрий Вертинский | 21:26:11 04/02/2015 |
...Также не противоречит экспериментам ученых ретропричинная интерпретация, согласно которой будущее может влиять на прошлое... Кто-нибудь может привести пример из повседневной жизни, в котором будущее влияет на прошлое. |
0 +1−1 | Адам Козлевский | 21:20:00 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Зрение человека/фото-/видеокамеры работает по тому же принципу, что и слух человека/микрофона/и тд. Зрение это регистрация потока "света", отраженного от чего-то. Если нет никого, кто видит Луну, то и Луны - нет в реальности. И дерево и Луна это просто иллюзии. (:smile:) |
0 +0−0 | Адам Козлевский | 21:14:38 04/02/2015 |
Если дерево упадет в лесу, в месте, где этого никто не сможет услышать, то издаст ли оно звук падения? Кто знает? (:smile:)(:joy:)(:sly:) |
0 +0−0 | tankmaster tankmaster | 20:13:10 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Потому что футурама. |
0 +0−0 | Emil Nikitin | 19:33:55 04/02/2015 |
Давайте все вместе забудем про к.....в и у.....у, авось они исчезнут из нашего слоя реальности :))) |
0 +0−0 | Игорь Яремчук | 18:46:06 04/02/2015 |
Этот мир за горами, за морями. Этот мир далеко и рядом с нами.... |
0 +0−0 | Vladimir Chaos | 18:33:59 04/02/2015 |
Что вы с этим мертвым и живым котом все долбитесь? Кто Шредингера стал мемом, но это была ШУТКА ученого, а не некий мысленным эксперимент или пример для объяснения! Потому что в эксперименте с котом Шредингера коллапс волновой функции происходит когда детектор улавливает частицу, и последующее появление яда и смерть/жизнь кота - уже не квантовые явления! |
0 +3−3 | Ivan Gavryushin | 17:50:05 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Минус поставлю вам. Впервые. Не надо популярно. Популярных сайтов очень много. Вон, БиБиСи на русском или Globalscience |
0 +0−0 | Ivan Gavryushin | 17:47:53 04/02/2015 |
Вот это надо было жирным выделить: "Такая концепция означает, что волновая функция — это только инструмент познания, но никак не то, что имеет отношение к объективной реальности." |
0 +0−0 | Yury Kharitonov | 17:19:46 04/02/2015 |
Время выдумка рассудка. Оно всего лишь удобный аргумент для описания происходящего и безобразий в том числе. |
0 +1−1 | Анатолий Воронов | 15:30:38 04/02/2015 |
Что вы тут курите? |
0 +2−2 | Alex Yustas | 15:17:46 04/02/2015 | ||||||
| ||||||||
Ктулху фтагн! |