Забавяне на времето пречи на квантовата механика в големия свят
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:25
Австрийски физици откриха възможно обяснение на това, защо законите на квантовата механика практически не влияят на живота на обектите, по-големи от атоми, и на заредените частици.
Оказва се, че им пречи феноменът забавяне на времето, пораждан от силата на гравитацията. Статията на учените е публикувана в сп. Nature Physics.
В съответствие с общата теория на относителността на Айнщайн времето тече нееднородно в присъствието на гравитационни полета. Колкото по-силно е полето, толкова по-бавно ще тече времето, благодарение на което в околностите на хоризонта на събитията на черните дупки неговият ход почти спира.
Съществуването на този феномен е било потвърдено експериментално няколко пъти в последните 50 години и физиците не се съмняват, че гравитацията действително влияе на времето.
Игор Пиковски и колегите му от Виенския университет (Австрия) си задали въпроса, влияе ли това забавяне или ускорение на времето върху работата на законите на квантовата механика на микр- и макрониво.
Учените се интересували защо не можем да наблюдаваме феномена квантово заплитане – взамосвързаност на квантовите състояния на два или повече обекта, при която изменението на състоянието на единия обект мигновено се отразява на състоянието на другия.
Днес физиците обясняват отсъствието на подобни „странни връзки“, както се изразява Айнщайн, между две ябълки и прочие видими обекти с това, че те се разрушават в резултат на декохеренция – взаимодействие на подобни заплетени обекти с атомите и молекулите и прочие прояви на околната среда и необратимото нарушение на квантовото състояние.
По такъв начин колкото по-голям е обектът, толкова повече ще контактува с околната среда и толкова по-бързо ще се разпада квантовата връзка.
Както показали изчисленията на Пиковски и колегите му, за поява на декохеренция изобщо не е задължително взаимодействието с други обекти. Оказало се, че квантовите връзки започват да се нарушават сами по себе си дори при много слаби гравитационни полета, аналогични или дори по-малки по сила от привличането на Земята.
Това се случва, тъй като свойствата на всички елементи на заплетените обекти в условията на гравитационно забавяне на времето започват да зависят от това, къде се намират те в текущия момент от времето и разстоянията между тях спрямо центъра на масите.
Колкото по-голямо е това разстояние, толкова по-бързо ще расте разликата във времето между тях и толкова по-бързо ще се разпада квантовата връзка. Както подчертават Пиковски и колегите му, избягването на подобен разпад е невъзможно, тъй като той не се дължи на взаимодействието с околната среда, а на присъствието на гравитационно поле и вътрешни процеси в „най-заплетените“ обекти.
Този феномен, както обясняват физиците, обяснява защо поведението на повечето обекти от видимия за нас свят може да се опише с простите закони на класическата физика, без да се отчита възможното влияние на квантовите фактори, които, както се оказва, се потискат от гравитацията и свързаните с нея феномени.
За да не бъдат голословни, Пиковски и колегите му са изложили няколко потенциални метода за експериментална проверка на тази хипотеза и свързаните с нея изчисления. По думите им следите от влиянието на забавянето на времето може в частност да се забележат, като се наблюдават групи от голям брой заплетени атоми в условията на практически идеалната им изолация.
