fbpx
0 C
София

Ето как въздействието от разстояние може да доведе до мултивселената

Най-четени

Даниел Десподов
Даниел Десподовhttps://www.kaldata.com/
Новинар. Увличам се от съвременни технологии, информационна безопасност, спорт, наука и изкуствен интелект.

Оригиналът е на Paul Sutter, който показва един изящен мисловен, а и не само мисловен експеримент

В някои интерпретации на квантовата механика цялата наша Вселена се описва като една универсална вълнова функция, която постоянно се разделя и умножава, пораждайки нови реалности за всички възможни квантови взаимодействия. Твърде смело твърдение. Как ли се е стигнало до него?

Началото на квантовата механика се поставя когато учените разбират, че материята има вълнови свойства. Първият, който предлага някакво обяснение е Луи дьо Бройл, който твърди, че всяка субатомна частици си има и своя вълна – подобно на светлината, фотоните на която се държат и като частици, и като вълни.

Редица други водещи физици експериментално потвърждават твърде радикална за времето си теория чрез демонстрация на разсейването на електроните в тънко метално фолио, поставено пред мишената, което е безспорно доказателство за вълновите свойства на електрона. Тогава възниква въпросът, какви всъщност са вълните на материалните частици, а не на фотоните? Как изглеждат?

Ранните теоретици в сферата на квантовата физика, какъвто е Ървин Шрьодингер, са били на мнение, че самите частици са разпръснати или „размазани“ в пространството във вид на вълни. Той създава своето знаменито уравнение именно за описване поведението на тези вълни, като това уравнение успешно се използва и до днес. Но идеята на Шрьодингер няма експериментално доказателство – докато електронът лети в пространството, той се държи като вълна, но удря мишената като една единствена компактна частица. А това означава, че не е разпределен или размазан в пространството.

Това противоречие поражда алтернативна интерпретация на квантовата механика. Днес тя е известна като копенхагенската интерпретация и към днешен ден е най-популярната интерпретация сред физиците. В този модел вълновата функция – така се нарича вълновото свойство на материята – на практика не съществува. Това е просто един удобен математически начин за описването на облака от квантово-механичните вероятности на това, къде може да открием дадена субатомна частица, когато я потърсим следващия път.

Заплетеността

Копенхагенската интерпретация не може да покрие всичко и в нея бързо бяха открити няколко съществени проблема. Както подчертава самият Шрьодингер, съвършено неясно е по какъв начин вълновата функция преминава от състоянието на вероятностен облак преди нейното измерване, към състояние на несъществуване в момента на измерването.

Може би вълновата функция е едно много по-смислено понятие. Може би тя е също толкова реална, колкото са самите частици. Тази идея за пръв път е предложена от дьо Броил, но по-късно той преминава в лагера на копенхагенците. По-късно и други физици, включително Хю Еверет, също преразглеждат този проблем и достигат до същите решения.

Превръщането на вълновата функция в нещо реално премахва проблема с изчезването на частицата при нейното измерване, както е в копенхагенската интерпретация. В този случай измерването престава да бъде някакъв неестествен процес, който унищожава вълновата функция. Това, което ние наричаме „измерване“, сега се превръща в дълга последователност от взаимодействията на квантовите частици и вълновите функции с други квантови частици и вълнови функции.

Ако сглобите някакъв детектор на частици и започнете да го обстрелвате с електрони, то на субатомно ниво електронът няма откъде да има информация, че го измерват. Той просто си се сблъсква с атомите на екрана на мишената изпращайки електрически сигнал (съставен от други електрони) по проводник, който взаимодейства с усилвателя на дисплея, който пък от своя страна излъчва фотони, които се сблъскват с молекулите във вашите очи и т.н. и т.н.

При протичането на този процес всяка една частица просто си има своя собствена вълнова функция. Всички частици и всички вълнови функции си взаимодействат по стандартен начин, а ние можем да използваме инструментите на квантовата механика, включително и Уравнението на Шрьодингер, за да прогнозираме какво ще бъде тяхното поведение.

Универсалната вълнова функция

Но заради наличието на вълнови функции, квантовите частици проявяват изключително интересно свойство. По време на взаимодействие две квантови частици не само просто се сблъскват една с друга. При този процес за съвсем кратко време се пресичат техните вълнови функции. В този момент няма две отделни вълнови функции, а се появява една обща вълнова функция, която описва двете частици едновременно.

След като се разделят и поемат по своите пътища частиците запазват общата вълнова функция. Физиците наричат това явление „квантово заплитане„, което Айнщайн преди много години нарече „призрачно въздействие от разстояние“.

Преминавайки през всичките етапи на измерването в крайна сметка преминаваме към една дълга последователност от заплетености, които възникват от наложените една върху друга вълнови функции на различните частици. Електроните се заплитат с атомите на матрицата на дисплея, те от своя страна се заплитат с електроните на проводниците и т.н.

С всяко едно ново заплитане се появява нова вълнова функция, която описва всички частици, участвали в даден процес. Очевидният извод от това схващане, че вълновата функция е реалност, е че съществува някаква единна вълнова функция, описваща цялата Вселена.

Това е така наречената мулти-световна интерпретация на квантовата механика. Учените я наричат така понеже дава отговор на въпроса, какво се случва по време на самия процес на наблюдението/измерването. В квантовата механика никога не е известно със сигурност какво точно ще направи дадена частица – понякога може да отиде нагоре, а понякога надолу и т.н. В тази интерпретация, всеки път, когато дадена квантова частица взаимодейства с друга квантова частица, универсалната вълнова функция се разделя на няколко части, в резултат от което се появяват различни вселени, всяка една от които съдържа само един от възможните резултати.

Така стигаме до мултивселената. Чрез заплитането на квантовите частици една с друга се получават множество копия на Вселената, които възникват отново и отново. Всичките те са идентични, с изключение на нищожно малката разлика в някой от случайните квантови процеси. А това означава, че има многобройни копия на самите нас, четящи тази статия, които са еднакви, с изключение на неголяма квантова разлика.

Тази интерпретация също си има своите проблеми. Така например, как става разделянето на вълновата функция? Как може този процес да се покаже по експериментален път? Но това е един радикално нов начин да се погледне Вселената и да се демонстрира могъществото на квантовата механика. Това, което започна като опит да разберем субатомните частици, може в крайна сметка да стане основното правило в работата на целия космос.


Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iOS и Huawei!

Абонирай се
Извести ме за
guest

4 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари

Нови ревюта

Подобни новини