Valóban szükséges-e a kvantum-összefonódásnak nevezett jelenség a fizikai világ leírására, vagy lehetséges-e valamilyen poszt-kvantum-elmélet összefonódás nélkül? A phys.org által közzétett új tanulmányban a fizikusok matematikailag bebizonyították, hogy minden klasszikus határértékű elméletnek - amikor bizonyos körülmények között a klasszikus elméletre hivatkozva leírhatja a klasszikus világra vonatkozó megfigyeléseinket - összefonódásnak kell lennie. Ezért annak ellenére, hogy az összefonódás ellentmond a klasszikus felfogásnak, ennek nemcsak a kvantumelmélet, hanem bármely még nem kidolgozott nem klasszikus elmélet elkerülhetetlen és legfontosabb tulajdonságának kell lennie.
Olyan fizikusok, mint Jonathan Richens, a londoni Imperial College és a University College London, John Selby, a londoni Imperial College és az Oxfordi Egyetem, valamint Sabri Al-Safi, a Nottingham Trent University, publikáltak egy cikket, miszerint az összefonódás elkerülhetetlen jellemzője minden nem klasszikusnak elmélet, a Physical Review Letters-ben.
"A kvantumelméletnek sok furcsa vonása van a klasszikus elmélethez képest" - mondja Richens. „Hagyományosan azt tanulmányozzuk, hogy a klasszikus világ hogyan alakul ki a kvantumból, de itt úgy döntöttünk, hogy ezt az érvelést megfordítjuk, hogy lássuk, hogyan formálja a klasszikus világ a kvantumot. Megmutattuk tehát, hogy ez utóbbi egyik legfurcsább vonása, a kvantumos összefonódás a klasszikus elméleten való túllépés elkerülhetetlen következménye, vagy akár annak a következménye, hogy képtelenek vagyunk elhagyni a klasszikus elméletet, otthagyni.
Míg a teljes bizonyítás sokkal részletesebb, az alapgondolat az, hogy minden, a valóságot leíró elméletnek bizonyos mértékben klasszikus elméletként kell viselkednie. Ez a követelmény elég nyilvánvalónak tűnik, de amint a fizikusok mutatják, komoly korlátozásokat szab minden nem klasszikus elmélet felépítésére.
A kvantumelmélet kielégíti a dekoherencia folyamat klasszikus határának ezt a követelményét. Amikor egy kvantumrendszer kölcsönhatásba lép a külső környezettel, elveszíti kvantum koherenciáját, összekapcsoltságát és mindent, ami kvantummá teszi. Így a rendszer klasszikussá válik, és a klasszikus elméletben elvárt módon viselkedik.
A fizikusok kimutatták, hogy minden nem klasszikus elméletnek, amely rekonstruálja a klasszikus elméletet, tartalmaznia kell összefonódott állapotokat. Ennek bizonyítására az ellenkezőjéről mentek: mondjuk egy ilyen elméletnek nincs összefonódása. Aztán megmutatták, hogy összefonódás nélkül minden elméletnek, amely rekonstruálja a klasszikus elméletet, önmagának is klasszikusnak kell lennie - és ez ellentmond az eredeti hipotézisnek, miszerint egy ilyen elméletnek nem klasszikusnak kell lennie. Ez az eredmény azt jelenti, hogy hamis az a feltételezés, hogy egy ilyen elméletben nincs összefonódás, ami azt jelenti, hogy minden ilyen típusú elméletnek rendelkeznie kell vele.
Ez az eredmény csak sok más kapcsolódó felfedezés lehet a kezdete, mivel megnyitja annak lehetőségét, hogy a kvantumelmélet egyéb fizikai jellemzői egyszerűen reprodukálhatók legyenek, ha megkövetelik az elmélet klasszikus korlátozását. A fizikusok azt javasolják, hogy az olyan követelmények, mint az információs okozati összefüggés, a bites szimmetria és a makroszkopikus lokalitás, ezen egyetlen követelmény révén bizonyíthatók. Ezek az eredmények világosabb képet nyújtanak arról is, hogy milyen lehet a jövőbeni nem klasszikus, kvantum utáni elmélet.
"A jövőbeli céljaim az, hogy kiderüljön, Bell Bell helytelen-e is tanulható-e a klasszikus határ létezéséből" - mondja Richens. "Érdekes lenne, ha a klasszikus elméletet felváltó összes elmélet megsértené a helyi realizmust."
Promóciós videó:
A lokális realizmus a lokalitás elvének kombinációja azzal a „reális” feltételezéssel, hogy minden objektum paramétereinek és jellemzőinek „objektíven létező” értéke van minden lehetséges méréshez, amelyet ezen objektumokon elvégezhetnének a mérések elvégzése előtt. Einstein, nyilvánvalóan a helyi realizmus híve, e tekintetben szerette azt mondani, hogy a hold nem tűnik el az égből, még akkor sem, ha senki sem figyeli meg. A modern kvantummechanika adatai az elvégzett kísérletek alapján kétségbe vonják a lokális realizmus modelljének megfelelőségét a valóság "eszközéhez".
Ilya Khel