Работа опубликована в журнале Physical Review X (PRX).
Квантовая механика объясняет поведение очень маленьких частиц, таких как электроны и фотоны, однако она вступает в противоречие с нашим повседневным опытом, который основывается на том, что объекты ведут себя предсказуемо. В нашем мире мы не видим кошек, находящихся в промежуточном состоянии между жизнью и смертью, как это описано в знаменитом парадоксе Шредингера. Но в квантовой механике частицы могут находиться сразу в нескольких состояниях до момента измерения.
Основной вопрос, который остается нерешенным в квантовой механике, заключается в том, как из этих квантовых суперпозиций возникает привычный нам классический мир, где мы живем и взаимодействуем с окружающими нас предметами, такими как ноутбук или утренний кофе.
В прошлом физики использовали метод, известный как квантовая декогеренция, который объясняет, как классические объекты возникают из запутанных квантовых состояний при взаимодействии с окружающей средой. Однако этот подход имеет свои ограничения: он эффективен только для конкретных типов взаимодействий.
Новое исследование ученых показало, что на более крупных масштабах классический мир может возникать из множества возможных путей развития квантовых волновых функций. Исследователи обнаружили, что квантовые интерференционные эффекты быстро исчезают по мере увеличения размера системы — даже небольшое количество атомов или фотонов может вести себя классически. Это явление универсально и не требует особой настройки, что делает его неизбежным для сложных квантовых систем.
Кроме того, ученые обнаружили, что классические миры могут формироваться даже из квантовых систем, которые находятся в состоянии термодинамического равновесия. Этот результат позволяет предположить, что в некоторых частях квантовой мультивселенной, которая в целом кажется хаотичной, может возникать порядок.
По мнению исследователей, это открытие вносит значительный вклад в теорию многомировой интерпретации квантовой механики. Оно демонстрирует, как загадочные квантовые явления могут формировать привычный нам классический мир, в котором мы живем.
