Je li fenomen zvan kvantno preplitanje zaista potreban za opisivanje fizičkog svijeta ili je neka postkvantna teorija moguća bez zapletanja? U novoj studiji koju je objavio Phys.org, fizičari su matematički dokazali da svaka teorija s klasičnom granicom - kad može opisati naša zapažanja klasičnog svijeta, pozivajući se na klasičnu teoriju pod određenim uvjetima - mora uključivati zapletenost. Stoga, unatoč činjenici da je zapletanje u suprotnosti s klasičnim shvaćanjem, ono bi trebalo biti neizbježno i najvažnije svojstvo ne samo kvantne teorije, već i svake neklasične teorije, čak i koja još nije razvijena.
Fizičari poput Jonathana Richensa s Imperial Collegea u Londonu i University Collegea u Londonu, John Selbya s Imperial Collegea u Londonu i Sveučilišta u Oxfordu te Sabri Al-Safi sa Sveučilišta Nottingham Trent objavili su članak u kojem navode da je zapletanje neizbježna značajka svakog neklasičnog teorija, u Physical Review Letters.
"Kvantna teorija ima puno čudnih karakteristika u usporedbi s klasičnom teorijom", kaže Richens. „Tradicionalno proučavamo kako klasični svijet nastaje iz kvantnog, ali ovdje smo odlučili preokrenuti ovo obrazloženje kako bismo vidjeli kako klasični svijet oblikuje kvantni. Tako smo pokazali da je jedno od najčudnijih obilježja potonjeg, kvantno preplitanje, neizbježna posljedica izlaska izvan klasične teorije, ili možda čak i posljedica naše nemogućnosti da napustimo klasičnu teoriju, ostavimo je iza sebe."
Iako je potpuni dokaz puno detaljniji, osnovna je ideja da bi se svaka teorija koja opisuje stvarnost trebala donekle ponašati poput klasične teorije. Ovaj se zahtjev čini prilično očitim, ali kako pokazuju fizičari, nameće ozbiljna ograničenja strukturi bilo koje neklasične teorije.
Kvantna teorija zadovoljava ovaj zahtjev klasične granice u procesu dekoherentnosti. Kada kvantni sustav stupi u interakciju s vanjskim okolišem, on gubi kvantnu koherenciju, povezanost i sve ono što ga čini kvantnim. Dakle, sustav postaje klasičan i ponaša se onako kako se očekuje u klasičnoj teoriji.
Fizičari su pokazali da svaka neklasična teorija koja rekonstruira klasičnu teoriju mora sadržavati zamršena stanja. Da bi to dokazali, krenuli su od suprotnog: recimo da takva teorija nema zapletenost. A onda su pokazali da bez zapleta bilo koja teorija koja rekonstruira klasičnu teoriju mora biti i sama klasična - a to je u suprotnosti s izvornom hipotezom da takva teorija mora biti neklasična. Ovaj rezultat znači da će pretpostavka da u takvoj teoriji nema zapleta biti lažna, što znači da je mora imati svaka teorija ove vrste.
Ovaj rezultat može biti samo početak mnogih drugih srodnih otkrića, jer otvara mogućnost da se druge fizičke značajke kvantne teorije mogu reproducirati jednostavno zahtijevajući da teorija ima klasičnu granicu. Fizičari sugeriraju da se značajke poput informativne uzročnosti, simetrije bita i makroskopskog lokaliteta mogu dokazati ovim jedinstvenim zahtjevom. Ovi rezultati također pružaju jasniju sliku o tome kako bi trebala izgledati bilo koja buduća neklasična, postkvantna teorija.
"Moji su budući ciljevi vidjeti može li se i Bellova nelokalnost naučiti iz postojanja klasične granice", kaže Richens. "Bilo bi zanimljivo kad bi sve teorije koje zamjenjuju klasičnu teoriju kršile lokalni realizam."
Promotivni video:
Lokalni realizam kombinacija je principa lokalnosti s „realnom“pretpostavkom da svi objekti imaju „objektivno postojeće“vrijednosti svojih parametara i karakteristika za sva moguća mjerenja koja bi se mogla izvršiti na tim objektima prije nego što se izvrše ta mjerenja. Einstein, koji je, očito, pristaša lokalnog realizma, volio je s tim u vezi reći da mjesec ne nestaje s neba, čak i ako ga nitko ne promatra. Podaci suvremene kvantne mehanike, temeljeni na provedenim eksperimentima, bacaju sumnju u primjerenost modela lokalnog realizma "uređaju" stvarnosti.
Ilja Khel
