Почему квантовые эффекты не возникают в больших объектах? Двухщелевой эксперимент с теннисными мя...

Зарегистрируйтесь на БЕСПЛАТНЫЙ пробный курс The Great Courses Plus здесь:
Квантовая физика больших объектов: макроквантовый эффект. Почему теннисные мячи не ведут себя как квантовые частицы? Что происходит с бейсбольным мячом в эксперименте с двумя щелями? Этот эксперимент показывает, что атомы ведут себя как волны вероятности, когда их не измеряют, и как частицы, когда их измеряют. Мы также видим, что две квантовые частицы могут быть запутаны, то есть связаны посредством обмена одной волной вероятности. Почему мы не наблюдаем подобного поведения в нашей повседневной жизни? В какой момент квантовое поведение заканчивается и начинается классическое поведение повседневных объектов? Ученые продемонстрировали квантовое поведение частиц размером с молекулы, содержащие тысячи атомов, через двойную щель. Но как быть с действительно большими объектами, такими как мячи? Увидим ли мы такое же поведение, как у электронов или атомов? Нет, мы увидим лишь два узора на задней стенке. Почему целое не ведет себя как отдельные атомы, из которых оно состоит? Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо понять некоторые основы квантовой механики. Когда мы освещаем двойную область монохроматическим светом, мы видим интерференционную картину с другой стороны, потому что по мере распространения волн это не должно быть большой загадкой. Это не квантовая механика, это просто свойство волн. То же самое происходит и с волнами на воде. В Копенгагенской интерпретации эти частицы не являются частицами, а подобны волнам вероятностей. Волны становятся различимыми, как частицы, только при их измерении. Момент, когда волна вероятности становится отдельной частицей, называется коллапсом волны вероятности. Ученые обнаружили, что при измерении информации о выборе пути любой частицы её волна вероятности коллапсирует. Чтобы частицы оставались волнами вероятности, информация об их пути должна оставаться абсолютно секретной. Если в какой-либо момент производится какое-либо измерение, независимо от того, видно это кому-либо или нет, частицы становятся различимыми и не проявляют волнообразного поведения. Измерение всегда коллапсирует волну. Измерение — это формирование любой физической записи о том, какой путь проходит частица. Это так, что квантовая криминалистическая экспертиза может установить, какой путь прошла частица. Частица должна быть информационно изолирована. Интерференция может возникнуть только в том случае, если невозможно, даже в принципе, определить, какой путь прошла частица. А что, если бросить действительно большие частицы, состоящие из квинтильонов атомов, например, теннисные мячи, на двойную щель? Увидим ли мы интерференционную картину? Нет. Причина в том, что большие объекты практически невозможно информационно изолировать от внешнего мира. Давайте посмотрим, что потребуется для информационной изоляции теннисного мяча. Сначала нам нужно удалить весь воздух и фотоны из эксперимента, потому что если фотон или молекула воздуха отскакивает от теннисного мяча, то они потенциально записывают траекторию теннисного мяча. Фотон сделает то же самое. Если фотон отражается от мяча, то это может быть измерением, потому что траектория фотона изменится, а отскочивший путь фотона запишет информацию о траектории мяча. Потенциально кто-то или Вселенная могли бы исследовать пути всех фотонов в комнате, выяснить, как на них повлияла траектория теннисного мяча, и на основе этой информации определить траекторию теннисного мяча. Нам также потребуется охладить бейсбольный мяч почти до абсолютного нуля, поскольку бейсбольный мяч, имеющий определённую температуру, будет испускать фотоны из-за так называемого излучения чёрного тела. Эти испущенные фотоны будут содержать информацию о теннисном мяче, так что тот, кто исследует фотоны, сможет определить траекторию теннисного мяча. Нам даже придётся беспокоиться о небольшой гравитации, которую будет иметь теннисный мяч, поскольку эта гравитация будет влиять на близлежащие атомы. В принципе, это может позволить кому-то определить траекторию теннисного мяча. Поэтому этот мяч также должен быть каким-то образом изолирован от них. Нам необходимо полностью изолировать теннисный мяч, поскольку любая информация о его траектории, просочившаяся во Вселенную, создаст запись. Даже если эта информация записана в одном атоме, она всё равно останется информацией, захваченной Вселенной, и теннисный мяч не будет находиться в состоянии суперпозиции. #макроквантовыеэффекты Подобные макроскопические объекты очень сложно, если вообще возможно, изолировать информационно. Поэтому в нашем повседневном опыте мы не наблюдаем квантовой суперпозиции или волнового поведения макрообъектов. Именно поэтому мы с вами и кот в эксперименте Шрёдингера НЕ находимся в суперпозиции. Кот не может быть одновременно живым и мёртвым. Это миф.