Er et fænomen kaldet kvanteindvikling virkelig nødvendigt for at beskrive den fysiske verden, eller er en post-kvante teori mulig uden sammenfiltring? I en ny undersøgelse offentliggjort af phys.org har fysikere matematisk bevist, at enhver teori med en klassisk grænse - når den kan beskrive vores observationer af den klassiske verden ved at henvise til klassisk teori under visse betingelser - skal involvere vikling. Derfor, på trods af at sammenfiltringen er i strid med den klassiske forståelse, bør det være en uundgåelig og vigtigste egenskab ikke kun for kvanteteori, men også for enhver ikke-klassisk teori, endda endnu ikke udviklet.
Fysikere som Jonathan Richens fra Imperial College London og University College London, John Selby fra Imperial College London og University of Oxford og Sabri Al-Safi fra Nottingham Trent University har offentliggjort en artikel om, at sammenfiltring er et uundgåeligt træk ved enhver ikke-klassisk teori, i Physical Review Letters.
”Kvanteteori har mange mærkelige træk i forhold til klassisk teori,” siger Richens.”Traditionelt studerer vi, hvordan den klassiske verden kommer ud af den kvante, men her besluttede vi at vende denne begrundelse for at se, hvordan den klassiske verden former den kvante. Så vi viste, at et af de mærkeligste træk ved sidstnævnte, kvanteindvikling, er en uundgåelig konsekvens af at gå ud over den klassiske teori eller måske endda en konsekvens af vores manglende evne til at opgive den klassiske teori, efterlade den."
Mens det komplette bevis er meget mere detaljeret, er den grundlæggende idé, at enhver teori, der beskriver virkeligheden, i et vist omfang skal opføre sig som en klassisk teori. Dette krav synes ret åbenlyst, men som fysikere viser, pålægger det alvorlige begrænsninger for strukturen i enhver ikke-klassisk teori.
Kvanteteori opfylder dette krav om en klassisk grænse i dekoherensprocessen. Når et kvantesystem interagerer med det ydre miljø, mister det sin kvantesammenhæng, sammenhæng og alt, hvad der gør det kvantum. Således bliver systemet klassisk og opfører sig som forventet i klassisk teori.
Fysikere har vist, at enhver ikke-klassisk teori, der rekonstruerer en klassisk teori, skal indeholde sammenfiltrede tilstande. For at bevise dette gik de fra det modsatte: antag, at en sådan teori ikke er viklet sammen. Og så viste de, at uden teori skal enhver teori, der rekonstruerer en klassisk teori, være klassisk i sig selv - og dette modsiger den oprindelige hypotese om, at en sådan teori skal være ikke-klassisk. Dette resultat betyder, at antagelsen om, at der ikke er nogen sammenfiltring i en sådan teori, vil være falsk, hvilket betyder, at enhver teori af denne type skal have den.
Dette resultat er måske kun begyndelsen på mange andre relaterede opdagelser, da det åbner muligheden for, at andre fysiske træk ved kvanteteori kan gengives ved blot at kræve, at teorien har en klassisk grænse. Fysikere antyder, at funktioner som informationsårsag, bit symmetri og makroskopisk lokalitet kan bevises gennem dette eneste krav. Disse resultater giver også et klarere billede af, hvordan enhver fremtidig ikke-klassisk post-kvante-teori skal se ud.
”Mine fremtidige mål er at se, om Bells ikke-lokalitet også kan læres af eksistensen af den klassiske grænse,” siger Richens. "Det ville være interessant, hvis alle teorier, der erstatter den klassiske teori, ville krænke lokal realisme."
Salgsfremmende video:
Lokal realisme er en kombination af lokalitetsprincippet med den "realistiske" antagelse om, at alle objekter har "objektivt eksisterende" værdier af deres parametre og karakteristika for eventuelle målinger, der kunne foretages på disse objekter, før disse målinger foretages. Einstein, der tilsyneladende var tilhænger af lokal realisme, kunne godt lide at sige i denne henseende, at månen ikke forsvinder fra himlen, selvom ingen observerer den. Dataene fra moderne kvantemekanik, baseret på de udførte eksperimenter, rejser tvivl om tilstrækkeligheden af modellen for lokal realisme til "enhedens" virkelighed.
Ilya Khel
