|
"Η κοινότητα των φυσικών διαιρείται συνήθως σε δύο ομάδες," λέει
ο ο Johannes Kofler "Μια ομάδα θεωρεί ότι η κβαντική θεωρία κρύβεται κάτω
από τον κλασσικό κόσμο, και ότι η κλασσική φυσική προέρχεται από το κβάντο.
Η άλλη ομάδα νομίζει ότι η κβαντική φυσική πρέπει να αλλάξει. Αυτή ισχυρίζεται
ότι η κβαντική μηχανική δεν μπορεί δουλέψει σε ένα μακροεπίπεδο στον κλασσικό
κόσμο, βάζοντας κάποιους πρόσθετους νόμους."
Ο Kofler ανήκει στην πρώτη ομάδα. Ο ίδιος από το πανεπιστήμιο
της Βιέννης και από το Ίδρυμα για την Κβαντική Οπτική και τις Κβαντικές Πληροφορίες
(IQOQI) της αυστριακής ακαδημίας των επιστημών, έχει αναπτύξει μια νέα θεωρητική
προσέγγιση για να κατανοήσουμε τη μετάβαση από το κβάντο στην κλασσική φυσική.
Η εργασία τους έχει δημοσιευθεί στο Physical Review
Letters με τίτλο, "Κλασσικός κόσμος που προκύπτει από την κβαντική φυσική".
"Το κίνητρό μας είναι να καταλάβουμε πώς βγαίνει ο κλασσικός
κόσμος από την κβαντική φυσική", λέει ο Kofler. "Η καθιερωμένη προσέγγιση
στην έρευνα είναι η αποσυνοχή, όπου κάποιος πρέπει να λάβει υπόψη του την
πολυπλοκότητα των συστημάτων και των αλληλεπιδράσεων με το περιβάλλον." Είναι
δε η αλληλεπίδραση με το περιβάλλον που φέρνει την αποσυνοχή στο παιχνίδι,
που καταστρέφει την κβαντική συνοχή και που καθιστά αδύνατη την παρατήρηση
των κβαντικών φαινομένων. "Πιστεύουμε ότι βρήκαμε μια διαδικασία συμπληρωματική
στην αποσυνοχή που μπορεί να εξηγήσει την μετάβαση από την κβαντική στην κλασσική
κατάσταση."
Αντί της αναφοράς στο περιβάλλον ενός συστήματος, ή ακόμα και της αλλαγής
των κβαντικών νόμων, οι Kofler και Brukner δημιούργησαν ένα θεωρητικό πλαίσιο
που τονίζει τη χρήση των συσκευών μέτρησης. Είναι η περιορισμένη ακρίβειά
τους που περιορίζει την παρατήρηση των κβαντικών φαινομένων.
"Πήραμε ένα περιστρεφόμενο σπιν σαν πρότυπο σύστημα," αναπτύσσει ο Kofler
τη θεωρία τους. "Υπάρχει ένας όρος που όλες οι κλασσικές θεωρίες πρέπει να
υπακούσουν, τη λεγόμενη ανισότητα Leggett-Garg, αλλά που μπορεί να παραβιαστεί
από την κβαντομηχανική."
Οι Kofler και Brukner έδειξαν ότι η χρονική εξέλιξη ενός κβαντικού συστήματος,
ανεξάρτητα από το πόσο μακροσκοπικό είναι το σύστημα αυτό, δεν μπορεί
να αντιμετωπιστεί με μια κλασσική ματιά. "Ακριβώς επειδή κάτι είναι μεγάλο
δεν σημαίνει ότι μπορεί να περιγραφεί από την κλασσική φυσική."
Μετά αναφερόμενος πίσω στην περίπτωση της περιστροφής, συνεχίζει:
"Οι αυθαίρετα μεγάλες περιστροφές μπορούν ακόμα να έχουν μια κβαντική χρονική
εξέλιξη και να παραβιάσουν την ανισότητα Leggett-Garg."
Ακολούθως, οι δύο τους συνειδητοποίησαν ότι οι χονδρικές (μη λεπτολόγες) μετρήσεις
χρησιμοποιούνται σε ρεαλιστικές συνθήκες, όπως οι καταστάσεις που αντιμετωπίζουμε
κάθε ημέρα, δεδομένου ότι η ανάλυση των συσκευών είναι συνήθως περιορισμένη.
"Εάν είστε αναγκασμένοι να περιοριστείτε στις χονδρικές μετρήσεις της περιστροφής,"
εξηγεί ο Kofler, "παίρνετε τους κλασσικούς νευτώνειους νόμους της κίνησης."
"Ξεκινάτε με ένα σύστημα σπιν μακροσκοπικού μεγέθους και από την εξίσωση του
Schrödinger που παράγει
την κβαντική χρονική εξέλιξη. Περιορίστε την ακρίβεια των μετρήσεών σας και
μπορείτε να δείτε την ανάδυση της νευτώνειας φυσικής" Ο Kofler εξηγεί ότι
οι μετρήσεις στην κβαντομηχανική αλλάζουν γενικά το σύστημα. "Αλλά κάτω από
τις χονδρικές μετρήσεις μας αυτή η αλλαγή είναι τέτοια που είναι δυνατή μια
κλασσική περιγραφή."
Ο Kofler αναγνωρίζει ότι μέχρι τώρα αυτή η εργασία δεν είναι πλήρως τελειωμένη.
"Είναι πραγματικά σωστό να ειπωθεί ότι δεν έχει επιτευχθεί ακόμα η εξ ολοκλήρου
ανάδυση της κλασσικής φυσικής από την κβαντική θεωρία από κανένα," τονίζει.
Αλλά αυτός και ο Brukner παραμένουν αισιόδοξοι ότι σε κάποιο σημείο θα είμαστε
σε θέση να κατανοήσουμε πλήρως το πώς ο σωστά συμπεριφερόμενος κλασσικός κόσμος
μας προκύπτει από τον περίεργο κόσμο της κβαντικής φυσικής.
|
