site.btaКвантовата теория остава загадка 100 години след формулирането си

Нейните приложения правят революция в живота ни, но това, което описва, остава загадка: интерпретацията на квантовата теория все още разделя физиците сто години след нейното формулиране, предаде АФП, като цитира проучване, публикувано в изданието "Нейчър".

"Млъкни и смятай!" - фраза, известна в средите на квантовата физика - област, отличена с множество Нобелови награди, илюстрира парадокса, пред който са изправени тези изследователи. 

Уравненията, които използват, описват изключително добре поведението на обектите в безкрайно малкия свят. Без обаче да се разбират физичните явления, които се крият зад математиката, отбелязва АФП.

Всичко започва в началото на 20-и век, когато учените констатират, че класическите принципи на физиката не се прилагат на атомно ниво.

Фотоните или електроните се държат едновременно и като частици, и като вълни. Те могат да се намират едновременно на различни места и да имат различни скорости или нива на енергия.

През 1925 г. австриецът Ервин Шрьодингер и германецът Вернер Хайзенберг разработват паралелно набор от сложни математически инструменти, които описват квантовата система и нейното развитие благодарение на вероятностите. Тази т.нар. „вълнова функция” позволява да се прогнозират резултатите от измервания, извършени върху частица.

Лазери, LED лампи, транзистори в мобилните ни телефони... нашето ежедневие е пълно с изобретения, които се основават на тези изчисления, отбелязва АФП.

Докато най-изтъкнатите физици се събраха на германския остров Хелголанд, където преди сто години Хайзенберг пише своите основополагащи уравнения, списание "Нейчър" зададе въпроса на 1100 изследователи.

Резултатите от това широко проучване показват "поразителна липса на консенсус" относно това, което квантовата теория "наистина казва за реалността", отбелязва АФП.

Повече от една трета (36%) от анкетираните физици предпочитат т.нар. "копенхагенската интерпретация", която е широко разпространената теория. В класическия свят всеки обект има свойства (скорост, положение...) , независимо дали могат да бъдат наблюдавани или не. Това не е така в квантовия свят според тази концепция, разработена през 20-те години на миналия век от Хайзенберг и датчанина Нилс Бор. 

Според нея едва когато се измери квантов обект, той се установява в конкретно състояние от възможните варианти. Това се описва като "срив" на вълновата му функция. Най-известната илюстрация на тази идея е котката на Шрьодингер, която остава едновременно жива и мъртва в кутия – докато някой не погледне вътре, отбелязва АФП.

Това е "най-простата интерпретация, която имаме", обобщава Десио Краузе от Федералния университет в Рио де Жанейро в проучването, проведено от "Нейчър". Въпреки проблемите на тази концепция – тя не обяснява защо измерването има подобен ефест – алтернативите "представят други проблеми, които за мен са по-лоши“.

Други подходи обаче се подкрепят от значителен брой изследователи. Например интерпретацията за многото светове (15%), според който вълновата функция не се срива, а се разклонява в толкова вселени, колкото са възможните резултати.  Когато наблюдател извършва измерване, той получава резултат в определен свят. Това предполага съществуването на паралелни вселени, които не могат да комуникират помежду си, отбелязва АФП.

“Това изисква радикално преосмисляне на нашите интуитивни представи за света, но за е точно това, което би трябвало да очакваме от една фундаментална теория за реалността", казва Шон Карол от американския университет „Джонс Хопкинс“ в проучването.

Има ли граница между квантовия и класическия свят, където законите на физиката биха се променили рязко? Научната общност също е разделена по този въпрос, като 45 на сто от анкетираните физици отговарят с „да“, а същият процент – с „не“.

Само 24% са уверени, че предпочитаната от тях интерпретация е правилна. А 75% смятат, че един ден тя ще бъде заменена от по-пълна теория, отбелязва АФП. 

А в същото време хиляди изследователи по целия свят, ангажирани с квантови компютри или криптография, ще продължат да прилагат мотото: „Мълчи и смятай!”.