Сам си причина и следствие

Една от най-вкоренените представи както в науката, така и във всекидневния живот, е причинността. Събитията в настоящето са обусловени от събитията от миналото и на свой ред влияят на събитията в бъдещето. Теоретичните физици от Виенския и Брюкселския университет показват, че в квантовата механика са възможни ситуации, в които едно и също събитие може едновременно да се явява както причина, така и следствие. Резултатите са публикувани в Nature.

Макар че не е известно има ли такива случаи в природата наистина, самата възможност за тяхното съществуване може да има далечни последствия за основите на квантовата механика, квантовата гравитация и квантовата изчислителна техника.

Във всекидневния живот събитията са подредени във времето. Например да си представим, че двама души един след друг влизат в стая и намират там лист хартия. Всеки от тях чете какво е написано на него, след това изтрива предишния запис, вместо него написва свой и отново излиза. Ако двамата правят това един след друг, то този от тях, който в дадения момент се намира в стаята, знае за предишното посещение на партньора и може да прочете написания от него текст. Но този, който още не е влязъл в стаята, не може да прочете новото, току-що написано съобщение. Така визитата на първия човек е причина за поява на записа, а това, че вторият го е прочел, е следствие.

Ако използваме този пример за обяснение на това, което се случва в квантовата механика, то е възможна друга картина. Обектите може да загубят класическите си свойства и да се намират на няколко места едновременно. Вече не може да се каже кой е влязъл и е оставил първи съобщение, тъй като се наблюдава суперпозиция на ситуацията – може да се окаже, че „първи са влезли и двамата”. И съответно двамата може да се окажат в ситуации, когато виждат част от съобщението, написано от човека, който ще влезе след тях в стаята.

„Такива суперпозиции не се разглеждат в стандартната квантова механика, тъй като теорията винаги предполага причинна връзка между събитията, казва Огнян Орешков от Брюкселския университет. – Но тъй като квантовата механика управлява всички явления, естествено е да се очаква, че редът събития също може да бъде неопределен като разположение на частиците или тяхната скорост.”

Работата представлява важна крачка на пътя към разбирането на това, че определеният ред не е задължително качество на природата. Реалната задача на учените сега е да изяснят къде именно в природата можем да открием такива суперпозиции.