Onko kvanttitangotukseksi kutsuttu ilmiö todella tarpeen kuvaamaan fyysistä maailmaa, vai onko jokin postkvanttiteoria mahdollista ilman takertumista? Phys.orgin julkaisemassa uudessa tutkimuksessa fyysikot ovat matemaattisesti todistaneet, että minkä tahansa teorian, jolla on klassinen raja - kun se voi kuvata havaintojamme klassisesta maailmasta viittaamalla klassiseen teoriaan tietyissä olosuhteissa - on oltava takertumista. Siksi huolimatta siitä, että takertuminen on ristiriidassa klassisen käsityksen kanssa, sen pitäisi olla väistämätön ja tärkein ominaisuus paitsi kvanttiteorian lisäksi myös minkä tahansa ei-klassisen teorian, edes vielä kehittämättä.
Fyysikot kuten Jonathan Richens Lontoon Imperial Collegesta ja University College Londonista, John Selby Lontoon Imperial Collegesta ja Oxfordin yliopistosta sekä Sabri Al-Safi Nottingham Trentin yliopistosta ovat julkaisseet artikkelin, jonka mukaan takertuminen on väistämätön piirre kaikilla ei-klassisilla teoria, julkaisussa Physical Review Letters.
"Kvanttiteoriassa on paljon outoja piirteitä verrattuna klassiseen teoriaan", Richens sanoo.”Perinteisesti tutkitaan, kuinka klassinen maailma syntyy kvantti-maailmasta, mutta täällä päätimme kääntää tämän päättelyn kääntääkseen selville, miten klassinen maailma muovaa kvanttimaailman. Joten osoitimme, että jälkimmäisen yksi kummallisimmista piirteistä, kvanttisitoutuminen, on väistämätön seuraus klassisen teorian ylittämisestä tai ehkä jopa seurauksesta kyvyttömyydestämme luopua klassisesta teoriasta, jättää se taakseen."
Vaikka täydellinen todiste on paljon yksityiskohtaisempi, perusajatuksena on, että kaikkien todellisuutta kuvaavien teorioiden tulisi käyttäytyä jossain määrin klassisen teorian tavoin. Tämä vaatimus vaikuttaa melko ilmeiseltä, mutta kuten fyysikot osoittavat, se asettaa vakavia rajoituksia minkä tahansa ei-klassisen teorian rakenteelle.
Kvanttiteoria täyttää tämän dekoherenssiprosessin klassisen rajan vaatimuksen. Kun kvanttijärjestelmä on vuorovaikutuksessa ulkoisen ympäristön kanssa, se menettää kvanttisen johdonmukaisuuden, kytkeytymisen ja kaiken, mikä tekee siitä kvantin. Siten järjestelmästä tulee klassinen ja se käyttäytyy klassisen teorian mukaisesti.
Fyysikot ovat osoittaneet, että minkä tahansa ei-klassisen teorian, joka rekonstruoi klassisen teorian, on sisällettävä sotkeutuneet tilat. Tämän todistamiseksi he menivät päinvastoin: sanotaan, että tällaisella teorialla ei ole sotkeutumista. Ja sitten he osoittivat, että ilman takertumista, minkä tahansa teorian, joka rekonstruoi klassisen teorian, on oltava itse klassinen - ja tämä on ristiriidassa alkuperäisen hypoteesin kanssa, jonka mukaan tällaisen teorian on oltava ei-klassinen. Tämä tulos tarkoittaa, että oletus siitä, että tällaisessa teoriassa ei ole takertumista, on väärä, mikä tarkoittaa, että kaikilla tämän tyyppisillä teoreilla on oltava se.
Tämä tulos voi olla vasta monien muiden asiaan liittyvien löytöjen alku, koska se avaa mahdollisuuden, että kvanttiteorian muut fyysiset piirteet voidaan toistaa yksinkertaisesti vaatimalla teorialta klassista rajaa. Fyysikot ehdottavat, että ominaisuudet, kuten informatiivinen syy-yhteys, bittisymmetria ja makroskooppinen sijainti, voidaan todistaa tällä ainoalla vaatimuksella. Nämä tulokset antavat myös selkeämmän kuvan siitä, miltä tulevan ei-klassisen post-quantum -teorian tulisi näyttää.
"Tulevaisuuden tavoitteeni on nähdä, voidaanko Bellin paikallisuudesta oppia myös klassisen rajan olemassaolosta", Richens sanoo. "Olisi mielenkiintoista, jos kaikki klassisen teorian korvaavat teoriat loukkaavat paikallista realismia."
Mainosvideo:
Paikallinen realismi on yhdistelmä paikallisuuden periaatetta ja "realistista" oletusta, että kaikilla esineillä on "objektiivisesti olemassa olevat" parametrien ja ominaisuuksien arvot mahdollisille mittauksille, jotka näille kohteille voitaisiin tehdä ennen näiden mittausten tekemistä. Einstein, ilmeisesti paikallisen realismin kannattaja, halusi sanoa tältä osin, että kuu ei katoa taivaalta, vaikka kukaan ei tarkkaile sitä. Suoritettuihin kokeisiin perustuvat modernin kvanttimekaniikan tiedot herättävät epäilyksiä paikallisen realismin mallin sopivuudesta todellisuuden "laitteeseen".
Ilya Khel