ГоловнаНаукаНаука
 

Кіт живий і мертвий.Фізики повідомили про об'єктивну реальність псі-функції

Корреспондент.net, 4 лютого 2015, 11:25
0
1107
Кіт живий і мертвий.Фізики повідомили про об єктивну реальність псі-функції
Фото: Wikimedia Commons
Кіт Шредінгера

Учені вимірювали квантові стани пари фотонів, кожен з яких міг перебувати в одному з двох неортогональних станів.

Австралійські та французькі фізики провели експеримент, який вказує, на їхню думку, на реальність хвильової функції (псі-функції), пише New Scientist.

Саме хвильова функція описує стан мікрочастинки і фігурує в рівнянні Шредінгера в квантовій механіці. З нею пов'язана більшість проявів квантової теорії, що відрізняють її від класичної фізики.

Квадрат модуля псі-функції визначає ймовірність частинки приймати той чи той стан. Її можна представити у вигляді суми доданків (суперпозиції станів), а сам процес вимірювання зводиться до вилучення одного з можливих доданків.

У науці існують два основних думки про хвильової функції:

онтологічна концепція

Відповідно до першої точки зору, псі-функція реальна (є частиною об'єктивної реальності) і здатність кота Шредінгера бути одночасно і мертвим, і живим, є об'єктивною характеристикою природи.

Ця концепція складає основу так званої онтологічної інтерпретації квантової теорії. Об'єктивність тут означає, що така властивість хвильової функції ніяк не пов'язано з людиною і її уявленнями про природу. Хвильовій функції все одно, що "думає" про неї людина.

епістемологічна концепція

Друга точка зору зводиться до того, що хвильова функція - це математичний об'єкт, що вводиться через недостатнє знання вченими закономірностей квантового світу. Цієї точки зору дотримувався і Альберт Ейнштейн.

Ви справді вважаєте, що Місяць існує, тільки коли ви на нього дивитеся?

Ейнштейн

Тобто, така концепція означає, що хвильова функція - це тільки інструмент пізнання, але ніяк не те, що має стосунок до об'єктивної реальності.

Експеримент

У ході експерименту вчені вимірювали квантові стани пари фотонів, кожен з яких міг перебувати в одному з двох неортогональних один до іншого станах (наприклад, коли одна частинка має горизонтальну поляризацію, а інша не вертикальну, а, наприклад, діагональну).

У випадку, якщо хвильова функція є частиною об'єктивної реальності, одиничний експеримент не має визначити стан поляризації. Це можна буде зробити, тільки провівши додаткові виміри.

Вчені не змогли отримати достатньо інформації про поляризацію фотонів після одиничного вимірювання, а це, кажуть вчені, може означати помилковість більшості епістемологічних інтерпретацій квантової механіки.

Роботи проходили не в звичайному гільбертовому просторі, розмірність якого дорівнює двом, а в його тривимірних (для кутритів) і чотиривимірних (куквадритів) узагальненнях. Слід зазначити, що експерименти саме з неортогональними станами в просторах можуть призвести до порушення спеціальної нерівності, справедливої саме для епістемологічної інтерпретації квантової теорії.

У ході експерименту було визначено значення величини S, пов'язаної з вірогідністю перебування частинок в квантових станах. Якби її значення виявилося більшим чи рівним одиниці, то вірною можна було б вважати епістемологічну інтерпретацію. У своїх дослідах фізики отримували, що S завжди менше одиниці, отже, вірна онтологічна інтерпретація.

В установці вчених використовується спонтанне параметричне розсіювання світла: створюється пара зчеплених фотонів, яку в спеціальному кристалі, накачують лазером з довжиною хвилі в 410 нанометрів, поділяється на одиничні частки, сума імпульсів і енергій яких дорівнює таким у вихідних фотонів.

Потім частинки пропускаються через призму Глана-Тейлора, за допомогою якої готуються поляризації квантів. Виконання вимірювання проводиться на зворотному шляху за допомогою детектора одиничних фотонів.

 

За матеріалами: Lenta.ru
ТЕГИ: физикаЭйнштейнэксперимент
Якщо ви помітили помилку, виділіть необхідний текст і натисніть Ctrl + Enter, щоб повідомити про це редакцію.
powered by lun.ua

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ

Корреспондент.net в соцмережах