
理論物理學家提出了一種新的解決方案Schrödinger的貓悖論,這可能允許量子力學的理論和愛因斯坦的相對論更好地和諧。
怪異的法律量子物理學假設物理對象可以在多個狀態的組合中存在,例如一次在兩個地方或同時擁有各種速度。根據該理論,一個系統保持在這種“疊加”中,直到它與測量設備相互作用,僅根據測量而獲得確定的值。系統狀態的這種突然變化稱為崩潰。
物理學家埃文·施羅丁(ErwinSchrödinger)在1935年以他著名的貓悖論總結了這一理論 - 使用貓的隱喻同時死於密封的盒子,直到打開盒子,從而使貓的狀態崩潰並揭示其命運。
但是,將這些規則應用於現實世界的情況面臨挑戰,這就是真正的悖論的出現。而量子定律適用於基本顆粒,較大的物體按照愛因斯坦預測的古典物理行為廣義相對論,並且從未在國家的疊加中觀察到。使用量子原理描述整個宇宙會帶來更大的障礙,因為宇宙似乎完全是經典的,並且缺乏任何外部觀察者來充當其狀態的測量手段。
“問題是,沒有周圍環境的宇宙能否構成如此疊加?”主要作者Matteo Carlesso意大利三角大學的理論物理學家在一封電子郵件中告訴Live Science。 “觀察說否:一切都遵循了總體相對論的經典預測。那麼,什麼在打破這種疊加?”
為了解決這個問題,Carlesso和他的同事提出了對Schrödinger方程式的修改,該方程式管理所有國家,包括疊加的國家如何隨著時間的流逝而發展。
Carlesso說:“Schrödinger方程的特定修改可以解決該問題。”特別是,該團隊在捕獲系統如何與自身互動的方程式中添加了術語,並添加了其他一些特定的術語。反過來,這導致疊加崩潰。
Carlesso補充說:“系統越大,這種效果就會越強。”
至關重要的是,這些修飾對微觀量子系統(例如原子和分子)幾乎沒有影響,但是允許更大的系統(如宇宙本身)頻繁倒塌,從而使它們與我們對宇宙觀察的明確值相吻合。該小組在2月在高能物理學雜誌。
把貓帶出煉獄
在他們經過調整的量子物理學版本中,研究人員消除了受測量和測量設備的對象之間的區別。取而代之的是,他們提出每個系統的狀態會定期自發崩潰,從而導致其某些屬性獲得確定的值。
對於大型系統,經常發生自發崩潰,使它們在外觀上具有古典作用。與這些系統相互作用的亞原子對象成為它們的一部分,導致其狀態迅速崩潰和獲得確定的坐標,類似於測量。
Carlesso說:“由於沒有外部實體的行動,任何系統都會自發地定位(或崩潰)。代替了一隻貓死了,還活著,人們發現它已經死了或活著。”
新模型可以解釋為什麼我們宇宙的時空幾何形狀不存在於狀態的疊加中,並遵守經典方程愛因斯坦的相對論。
Carlesso說:“我們的模型描述了一個量子宇宙,最終崩潰了,因此變得有效古典。” “我們表明,自發崩潰模型可以解釋宇宙量子疊加的經典宇宙的出現,在這些宇宙中,每個宇宙中的每個宇宙都有不同的時空幾何形狀。”
儘管該理論可以解釋為什麼宇宙似乎受物理的經典定律管轄,但它並沒有對大規模的物理過程做出新的預測。
但是,它確實可以預測原子和分子如何行為,儘管與常規量子力學的偏差很小。
結果,測試其修改的量子模型不會那麼簡單。未來的工作將旨在提出此類測試。
“與實驗合作者一起,我們正在嘗試測試崩潰修改的影響或得出其參數的界限。這完全等同於測試量子理論的限制。”