Время не совсем такое, как мы себе представляем: что выяснили физики
Новое исследование показывает, что модели квантового коллапса имеют далеко идущие последствия для природы времени и точного измерения времени.
Квантовая механика полна странных противоречий. Например, она описывает микроскопический мир, в котором частицы существуют в суперпозиции, когда находятся одновременно в нескольких местах и состояниях. Это определяется тем, что физики называют волновой функцией. Но это противоречит тому, что мы видим в мире классической физики, где объекты не могут находится одновременно в разных местах. Как правило, физики решают этот конфликт, утверждая, что, когда происходит измерение квантовой системы или наблюдение за ней, то волновая функция системы коллапсирует в одно определенное состояние. Теперь же физики показали, что семейство решений этого конфликта, так называемые модели квантового коллапса, имеет далеко идущие последствия для природы времени и точного измерения времени. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Research, пишет Phys.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Авторы исследования говорят, что они серьезно отнеслись к идее о том, что модели квантового коллапса могут быть связаны с гравитацией. Затем они решили выяснить, как это может влиять на время.
Квантовый коллапс
В 80-х годах прошлого века физики начали исследовать квантовые модели, в которых коллапс волновой функции происходит спонтанно, независимо от того, проводятся ли измерения квантовой системы или наблюдения за ней.
В отличие от того, что обычно называют интерпретациями квантовой механики, эти модели квантового коллапса делают конкретные предсказания, которые, в принципе, можно проверить. Физики рассмотрели две различные модели квантового коллапса.
Одна из моделей, называемая моделью Диоши-Пенроуза, долгое время предполагала связь гравитации с коллапсом волновой функции. Но впервые физики также установили количественную связь между второй моделью, известной как непрерывная спонтанная локализация, и гравитационными колебаниями пространства-времени.
Ученые говорят, что, если модели квантового коллапса верны, то само время должно обладать крошечной внутренней неопределенностью, что подразумевает фундаментальное, но чрезвычайно малое ограничение точности часов.
Не стоит беспокоиться о том, что эта неопределенность повлияет на ваши наручные часы или даже на самые точные атомные часы. Неопределенность на много порядков ниже всего, что мы можем измерить в настоящее время, поэтому она не имеет практических последствий для повседневного измерения времени, говорят ученые.
Квантовая гравитация
Физики давно ищут единую теорию, которая могла бы объединить квантовую механику и гравитацию, описываемую общей теорией относительности Эйнштейна. Однако эти две теории имеют кардинально разные принципы и подходы ко времени.
В квантовой механике время рассматривается как внешний, классический параметр, на который не влияет изучаемая квантовая система. В общей теории относительности время и пространство изменяются и искривляются под влиянием объектов, имеющих массу.
Основываясь на работах, предполагающих, что квантовая механика может быть лишь частью более крупной и фундаментальной теории физики, новое исследование намекает на скрытые связи между квантовой механикой, гравитацией и временем.
Как уже писал Фокус, ученые обнаружили новое квантовое состояние вещества.
Также Фокус писал о том, что ученые наконец-то выяснили, как на самом деле возникают солнечные вспышки.