У 1935 році австрійський фізик Ервін Шредінгер описав уявний експеримент, який підкреслив серйозну проблему в основі квантової механіки.
Ця проблема залишається актуальною і сьогодні, уособлюючись у, здавалося б, абсурдному припущенні про існування кота в невизначеному стані життя та смерті.
Теоретичні фізики з Автономного університету Барселони в Іспанії, можливо, нарешті знайшли пояснення, чому кіт Шредінгера завжди знаходиться в одному стані після спостереження.
Їхнє припущення базується на концепції багатосвітової інтерпретації, згідно з якою кожна можливість квантової системи відповідає окремому всесвіту.
Філіп Штрасберг, Тереза Е. Райнхард та Йозеф Шиндлер, використовуючи базові принципи, демонструють, як заплутаність частинок у вже існуючому середовищі змушує кота Шредінгера стати або мертвим, або живим, але ніколи між цими станами.
Ще на початку розвитку квантової фізики вчені дискутували над трактуванням невизначеності. У словах Альберта Ейнштейна: Бог “не грає в кості”.
Хоча комбінації станів частинок на папері змушені переходити в діапазон можливих результатів, вони існують як фізичні абсолюти навіть тоді, коли ніхто за ними не спостерігає… чи не так?
Ні.
Через століття метафоричний Бог Ейнштейна все ще кидає кості в космічній грі, а фізики продовжують обговорювати, що це означає поза межами абстрактних розрахунків.
Один із підходів до розуміння цього феномена полягає в уявленні всіх можливих станів частинок як рівнозначних, кожен з яких є окремим приватним всесвітом. З цих багатьох світів тільки один “вплітається” в наш завдяки взаємодії з нашою мережею усталених можливостей, отримуючи право вважатися “реальним”.
У числовій демонстрації команди масштаби взаємодій швидко ростуть, витісняючи можливості до одного залишкового стану.
Іншими словами, через складність Всесвіту, що оточує кота Шредінгера, швидко зростаючі взаємодії між середовищем і станами життя та смерті з часом означають, що вони не виглядатимуть змішаними.
У дійсності злиття світів відбувається настільки швидко і на такому малому рівні, що навіть невелика кількість частинок може усунути “невизначену” природу стану, роблячи квантову нечіткість майже невидимою.
“Оскільки об’єкти повсякденного життя містять величезну кількість частинок, це пояснює, чому ми безпосередньо не сприймаємо мультивсесвіт,” – зазначають автори у своєму дослідженні.
Чи вирішено проблему? І так, і ні. Хоча ця гіпотеза допомагає уявити вибір одного стану з багатьох можливостей, вона все ще покладається на припущення, що всі всесвіти поводяться однаково. Вона також не враховує складності загальної теорії відносності.
Не можна виключати, що певна комбінація заплутаних станів може породити змішаний стан живого і мертвого кота. Питання про те, як далеко квантова випадковість може впливати на макроскопічну реальність, залишається відкритим.
Втім, це не перший раз, коли теоретичні фізики пропонують враховувати масштабніші картини існуючих станів, щоб пояснити, чому квантова нечіткість раптово зникає при вимірюванні.
Кіт Шредінгера ще довго залишатиметься загадкою фізики, обертаючись у своїй уявній скриньці як ідеальна метафора для галузі науки, що залишається багатою на можливості.
Це дослідження було опубліковано в журналі Physical Review X.