在一个世纪的大部分时间里,世界上最伟大的思想家一直在努力解决数学确定性问题,即物体在某种原因导致它们卡入到位之前可以同时处于多个位置。
许多物理学家想知道古老的引力是否能够迫使轮盘赌球的粒子落入其隐喻的口袋中。在一项新的实验之后,这种情况看起来不太可能发生。
来自欧洲各地的研究人员最近测试了波形明显崩溃的潜在解释,该解释不是由观察或奇怪的多重宇宙分支决定的,而是由时空的几何形状决定的。
这个想法源于一篇论文早在 1966 年就出版了由匈牙利物理学家 Frigyes Karolyhazy 提出,几十年后受到诸如罗杰·彭罗斯和拉约斯·迪奥西。
事实上,正是迪奥西与几位科学家合作,确定我们是否可以将量子物理学最令人大脑麻木的悖论之一归咎于引力。
“30年来,我在自己的国家一直受到批评,说我猜测一些完全无法检验的东西,”迪奥西分公司 科学杂志的乔治·穆瑟.
新技术终于使不可测试的事情成为可能。但为了理解它是如何工作的,我们需要简单地了解一下量子疯狂。
早在 20 世纪初,理论学家就将粒子建模为波,以便协调他们所了解的内容原子学和光。
不过,这些粒子并不像池塘表面荡漾的波浪。想象一下您可能在图表上绘制的曲线来描述您在骰子游戏中赢得赌注的机会。
对于一些物理学家来说,整个赌博的类比只是一个方便的捏造因素,当我们更多地了解量子物理学的基本性质时,这个问题就会得到解决。
其他人则坚信量子物理学已经尽其所能。这意味着它确实是物理学深处的一团混乱的可能。
解释我们如何从掷骰子得到一个明确定义的数字来描述粒子旋转、位置或动量等,这是让每个人都感到困惑的部分。
著名的瑞士物理学家欧文·薛定谔坚定地支持团队的“忽悠因素”。
他想出了那个令人发指的思想实验涉及一只隐藏的猫,它同时活着和死了(直到你看到它),只是为了表明整个“不确定的现实”是多么疯狂。
然而,一个世纪过去了,我们仍然处于叠加态——像这样的物体的想法电子(或更大)同时占据多个状态和位置直到您测量它们 - 这是现代物理学的核心特征。
正因如此,我们正在开发一个整个技术分支–– 围绕概念。
为了避免需要调用半生不熟的意识的概念或无限现实的共存版本为了解释为什么当我们观察一个粒子时,许多可能性都会变成一种,量子概率塌陷需要一些不那么异想天开的东西。
对于彭罗斯和迪奥西这样的物理学家来说,引力可能就是这样的东西。
爱因斯坦对这种力的解释基于与单维时间编织的三维空间的弯曲结构。令人沮丧的是,理论学家仍然无法对这个“时空”进行量子描述。
然而,这两个领域之间的这种明显差异为拉动可能性的浪潮提供了良好的支柱。
彭罗斯的版本这个想法的基础是粒子需要不同的能量才能维持在不同的状态。
如果我们遵循爱因斯坦的旧的 E=mc^2 规则,能量差异表现为质量差异;这反过来又影响了我们所观察到的引力时空的形状。
考虑到所有可能状态的足够对比,时空的不可变形状将确保需要付出巨大的成本,有效地选择粒子属性的单个低能量版本来将其拉入到位。
这是一个诱人的想法,幸运的是,它具有潜在的可测试组件。出于所有目的,该捕捉应该影响粒子的位置。
法兰克福高等研究院物理学家桑德罗·多纳迪(Sandro Donadi)表示:“这就好像你踢了一个粒子一样”告诉科学杂志。
对电子施加足够的力,你就会迫使它发出光子。从逻辑上讲,剩下的就是创建一种薛定谔的猫实验,将正确的材料锁在铅盒内,远离辐射的混杂影响,并聆听它的叫声。在这种情况下,该材料是锗。
如果彭罗斯的总和是正确的,当其叠加粒子进入测量状态时,锗晶体应该在几个月内产生数万个光子闪光。
但迪奥西和他的团队并没有观察到数以万计的光子。
五年前,他们在地下进行了两个多月的实验INFN 格兰萨索国家实验室,他们测量到的辐射只有几百个——正是你所期望的泄漏的辐射。
彭罗斯并不太担心。如果重力导致粒子在塌陷时发射辐射,它可能会违反宇宙严格控制的定律, 反正。
当然,这还不是故事的结局。在未来的实验中,重力可能会被证明是导致量子波变平的原因。现在看来,一切皆有可能。
这项研究发表于自然物理学。