Помните про кота Шрёдингера? Кот находится в коробке с устройством, которое в любой момент может отравить кота насмерть, сработав от распада одного атома урана. Это абсолютно случайное событие и никто не знает, в какой момент это произойдет. Пока коробка закрыта, кот одновременно и жив, и мертв. А вдруг и мы, пока на нас не смотрят, тоже и живы, и нет... Давайте разбираться.
В порядке вещей
В мире квантовой физики это обыденность (на уровне элементарных частиц) : одна и та же частица может находиться в нескольких местах одновременно, вращаться по часовой и против часовой стрелке в одно и то же время, создавать магнитный момент вверх и вниз сразу, быть отраженной и поглощенной в тот же момент. Все это очень странно, но это и есть квантовая суперпозиция.
Я смотрю за тобой
Увидеть суперпозицию невозможно. Как только мы начинаем наблюдать за частицей, суперпозиция разрушается и частица случайным образом останавливается только на одном из множества состояний. Представьте, что пока на вас никто не смотрит, вы летаете быстрее звука, но как только на вас посмотрят - вы уже ходите по земле, как нормальный человек. Примерно так и работает этот механизм.
В чем парадокс?
Объяснение эффекта наблюдателя строится на трех понятиях:
1) Волновая функция - некое уравнение, которое описывает поведение объекта или частицы, включая суперпозицию;
2) Квантовая запутанность - явление, при котором состояния двух и более частиц взаимозависимы. К примеру, если из двух частиц при наблюдении у одной из них спин (вращение) окажется положительным, то у второй 100% будет отрицательный или наоборот.
3) Декогеренция - процесс взаимодействия частиц с окружающей средой, в ходе которого она теряет свои квантовые свойства. Пример: если в эксперименте с двумя щелями электроны через щели пускать по одному, а потом сложить все попадания, то они образуют интерференционную картину. Это значит, что каждый электрон летит через левую и правую щели одновременно и потом две версии одного электрона складываются как волны. Именно поэтому, если добавить наблюдателя около одной щели, то интерференция пропадает.
То есть наблюдатель (измерительный прибор в нашем случае) настолько влияет на частицу в момент наблюдения самим событием наблюдения, что частица еще больше запутывается с частицами прибора и не способна сложиться с другой.
Казалось бы, что может быть крышесноснее, чем поле Хиггса и все то, о чем мы говорили в других статьях? Но и это еще не все сюрпризы. В следующей статье я постараюсь расписать вам, как это влияет на нашу реальность и более подробно опишу эффект квантовой запутанности. Поверьте, представление о мире перевернется с ног на голову. И будь на чеку: пока ты смотришь в зеркало, ты можешь в то же время уже быть частью зеркала). До встречи.