Вчені запропонували альтернативу традиційним квантовим моделям

Дослідники з MIT показали, що складну поведінку квантових частинок можна описати за допомогою класичної фізики. Це підхід, який потенційно спрощує розуміння явищ, що десятиліттями вважалися “незбагненними”.

Як класична фізика “наздогнала” квантову

Вчені з Massachusetts Institute of Technology запропонували нову математичну модель, яка об’єднує два світи — класичний і квантовий.

Йдеться не про зміну законів природи, а про інший спосіб їх обчислення. Дослідники довели: рівняння квантової механіки можна отримати через класичні принципи — якщо правильно врахувати щільність і траєкторії руху.

Що не так із квантовим світом

На мікрорівні частинки поводяться інакше, ніж у звичайному житті. Найвідоміший приклад — експеримент із двома щілинами.

Світло або електрони, проходячи через дві щілини, створюють інтерференційний візерунок — ніби вони проходять одразу кількома шляхами. Це суперечить інтуїції: класична фізика передбачає один маршрут.

Читайте також: Планета Вулкан може не існувати, кажуть науковці

Фізик Richard Feynman пояснював це через ідею, що частинка “перевіряє” всі можливі шляхи одночасно — навіть нескінченну їх кількість.

Що змінили дослідники MIT

Команда запропонувала інший підхід: замість нескінченних траєкторій — лише кілька “оптимальних”.

В основі — принцип найменшої дії. Він стверджує, що система обирає шлях із мінімальними витратами енергії. Зазвичай це застосовують до класичних об’єктів — наприклад, м’яча.

Але вчені показали: якщо додати параметр щільності, той самий принцип працює і для квантових систем.

У випадку з двома щілинами достатньо лише двох шляхів, щоб отримати той самий результат, що і складні квантові рівняння.

Чому це важливо

Новий підхід не заперечує квантову механіку. Він змінює спосіб її розрахунку.

Це може:

спростити моделювання квантових систем
пришвидшити розробку квантових технологій
зробити складну фізику більш зрозумілою

Читайте також: Рентгенівський телескоп зафіксував космічних “павуків”, які “пожирають” своїх сусідів (фото)

Фактично, це як замінити лабіринт із тисяч маршрутів на кілька прямих доріг.

Цікавий факт

Рівняння рівняння Шредінгера, яке описує квантові системи, і класичне рівняння Гамільтона–Якобі виявились математично ідентичними — за певних умов. Це означає, що межа між “квантовим” і “класичним” може бути тоншою, ніж вважалося.

Це дослідження не робить квантову фізику “простою”, але робить її обчислюванішою. Якщо підхід підтвердиться, він може вплинути на розробку квантових комп’ютерів і нових матеріалів — там, де точні розрахунки критично важливі.