Ali je fenomen, imenovan kvantno zapletanje, resnično potreben za opis fizičnega sveta ali je kakšna postkvantna teorija možna brez zapletanja? V novi študiji, ki jo je objavil Phys.org, so fiziki matematično dokazali, da mora vsaka teorija s klasično mejo - kadar lahko opiše naša opazovanja klasičnega sveta in se pod določenimi pogoji sklicuje na klasično teorijo - vključevati prepletenost. Torej, kljub dejstvu, da je zapletanje v nasprotju s klasičnim razumevanjem, bi moralo biti to neizogibna in najpomembnejša lastnost ne samo kvantne teorije, temveč tudi katere koli neklasične teorije, ki še ni bila razvita.
Fiziki, kot so Jonathan Richens z Imperial College London in University College London, John Selby z Imperial College London in Oxford University, in Sabri Al-Safi z univerze Nottingham Trent so objavili članek, v katerem navajajo, da je zaplet neizogibna značilnost vsakega neklasičnega teorija, v Physical Review Letters.
"Kvantna teorija ima veliko čudnih lastnosti v primerjavi s klasično teorijo," pravi Richens. »Tradicionalno preučujemo, kako klasični svet izhaja iz kvantnega, tukaj pa smo se odločili, da to razmišljanje obrnemo, da vidimo, kako klasični svet oblikuje kvantni. Tako smo pokazali, da je ena najbolj nenavadnih značilnosti slednjega, kvantno zapletanje, neizogibna posledica preseganja klasične teorije ali morda celo posledica naše nezmožnosti, da klasično teorijo pustimo za seboj."
Čeprav je popoln dokaz veliko bolj podroben, je osnovna ideja, da bi se morala vsaka teorija, ki opisuje resničnost, do neke mere obnašati kot klasična teorija. Ta zahteva se zdi precej očitna, toda kot kažejo fiziki, nalaga resne omejitve strukturi katere koli neklasične teorije.
Kvantna teorija izpolnjuje to zahtevo po klasični meji v postopku dekoherentnosti. Ko kvantni sistem komunicira z zunanjim okoljem, izgubi kvantno skladnost, povezanost in vse, kar ga naredi kvantnega. Tako sistem postane klasičen in se obnaša po pričakovanjih klasične teorije.
Fiziki so pokazali, da mora vsaka neklasična teorija, ki rekonstruira klasično teorijo, vsebovati zapletena stanja. Da bi to dokazali, so šli nasprotno: predpostavimo, da takšna teorija nima zapletov. In potem so pokazali, da mora biti vsaka teorija, ki rekonstruira klasično teorijo, brez zapletenosti sama po sebi klasična - in to je v nasprotju s prvotno hipotezo, da mora biti taka teorija neklasična. Ta rezultat pomeni, da bo predpostavka, da se takšna teorija ne zaplete, napačna, kar pomeni, da jo mora imeti vsaka teorija te vrste.
Ta rezultat je lahko le začetek mnogih drugih sorodnih odkritij, saj odpira možnost, da je mogoče druge fizikalne značilnosti kvantne teorije reproducirati preprosto tako, da zahteva, da ima teorija klasično mejo. Fiziki predlagajo, da je mogoče s to eno samo zahtevo dokazati značilnosti, kot so informacijska vzročnost, bitna simetrija in makroskopsko nahajališče. Ti rezultati dajejo tudi jasnejšo sliko o tem, kako bi morala izgledati vsaka prihodnja neklasična postkvantna teorija.
"Moji prihodnji cilji so preveriti, ali se Bellove nelokalnosti lahko naučimo tudi iz obstoja klasične meje," pravi Richens. "Zanimivo bi bilo, če bi vse teorije, ki nadomeščajo klasično teorijo, kršile lokalni realizem."
Promocijski video:
Lokalni realizem je kombinacija načela lokalnosti z "realistično" predpostavko, da imajo vsi predmeti "objektivno obstoječe" vrednosti svojih parametrov in značilnosti za kakršne koli možne meritve, ki bi jih lahko izvedli na teh objektih pred izvedbo teh meritev. Einstein, ki je bil očitno zagovornik lokalnega realizma, je v zvezi s tem rad rekel, da luna ne izgine z neba, tudi če je nihče ne opazuje. Podatki sodobne kvantne mehanike na podlagi izvedenih poskusov dvomijo v ustreznost modela lokalnega realizma "napravi" resničnosti.
Ilya Khel