Квантов дарвинизъм – що е то?

Когато става въпрос за физическия свят, който ни заобикаля, научните изследвания са доказали, че размерът наистина има значение.

Докато „големите“ обекти, всичко от пясъчно зърно до галактика, спазват един набор от правила обхванати от класическата физика, малките обекти, като атоми и частици, спазват напълно различен набор от правила, откритие, което е родило квантовата физика около 1900 година.

Учените търсят начини да помирят тези две различни физики в продължение на десетилетия. И сега, теорията, предложена за пръв път от полския теоретик-физик Войчех Зурек през 2003 г., започва да показва потенциал за сближаване на двете физики. Това е квантов дарвинизъм.

Един от по-странните аспекти на квантовия свят е суперпозицията, способността на квантовата система да съществува в повече от едно състояние едновременно. Системата привидно само приема едно или друго състояние – преминавайки от квантовия свят към класическия. Това е моментът, в който я наблюдаваме.

Този процес се нарича декохеренция, а квантовият дарвинизъм прави опит да го обясни. Според тази теория, не нашето наблюдение е нещото, което принуждава квантовата система да приема едно или друго състояние.

Квантовият дарвинизъм предполага, че взаимодействието на системата с околната среда е причината за декохеренция. Това, казват защитниците на теорията на квантовия дарвинизъм, би обяснило защо не виждаме макро обекти в квантово състояние – те винаги са подложени на факторите на околната среда.

Що се отнася до това как околната среда има този ефект, според теорията на Зурек, квантовите системи приемат „състоянието на показалеца“. Това са специфични измерими характеристики, като например местоположението или скоростта на частицата.

Когато една частица взаимодейства с околната среда, всички суперпозиции на тези характеристики – алтернативни места или скорости – изчезват, оставяйки само състоянието на показалеца, което много хора могат да наблюдават, защото „отпечатва“ реплики от себе си върху околната среда. И тук идеята за дарвинизма влиза в играта: само най-приспособеното състояние – най-подходящото за неговата специфична среда – оцелява в процеса на декохерентност.

„Основната идея на квантовия дарвинизъм е, че почти никога не правим някакво директно измерване на каквото и да било“, заявява Зурек през 2008 г.

„[Околната среда] е като голям рекламен билборд, на който навсякъде плават множество копия от информацията за нашата вселена.“

Според нова статия в списанието Quanta Magazine, три различни групи изследователи са провели експерименти, за да тестват квантовия дарвинизъм, като търсят признаци, че квантовата система отпечатва реплики от себе си върху околната среда. И трите екипа продължават да тестват теорията.

„Всички тези проучвания виждат каквото се очаква, поне приблизително“, казва Зурек пред Quanta, „което означава, че вече сме на път да съчетаем физиката на голямото с физиката на много малкото“.

Тази статия първоначално е публикувана от Futurism.