У нас новая версия сайта. Сейчас сайт работает в тестовом режиме, ведутся технические работы.
На прежнюю версию сайта вы можете перейти по ссылке - old.kantiana.ru. Ваши правки и предложения мы рады будем получить через Интернет-приемную Центров социальных коммуникаций

Сайт работает в тестовом режиме!
Прежняя версия сайта - old.kantiana.ru.
Направить предложения по улучшению

  • Вернуться к разделам
  • Новости

    19 Ноября 2019
    Физик Артем Юров: «Квантовые эффекты могут проявляться на мегамасштабах?»
    Недавно в научном журнале European Physical Journal вышла статья директора Института физико-математических наук и информационных технологий БФУ им. И. Канта Артема Юрова и доцента этого же института Валериана Юрова, где ученые представили расчеты, согласно которым Вселенная  может обладать квантовыми свойствами.

    Недавно в научном журнале European Physical Journal вышла статья директора Института физико-математических наук и информационных технологий БФУ им. И. Канта Артема Юрова и доцента этого же института Валериана Юрова, где ученые представили расчеты, согласно которым Вселенная  может обладать квантовыми свойствами.

    valerian_yurov.jpg


    «Для начала давайте вспомним, что такое квантовая физика, - предлагает Артем Юров. – Возможно, это самая удивительное явление, известное людям. Когда ученые стали изучать атомы, они столкнулись с тем, что в этом микромире всё происходит ненормально, всё шиворот-навыворот. Ну, например, квантовая теория учит нас, что электрон может сразу находиться в нескольких местах.

    Как это можно вообразить? Вот попробуйте представьте, что ваш кот одновременно находится на диване и около миски с едой. Не или там, или там, не по очереди - сначала там, а потом - там, а одновременно – и там, и там. Но только ДО момента измерения. Как только вы на него смотрите, он оказывается ИЛИ на диване, ИЛИ около миски. Вы скажете: но если кот так странно себя ведет лишь, когда мы на него не смотрим, то откуда мы знаем, что он именно так себя ведет? Ответ – с помощью математики. Если собрать реальную статистику наших измерений (сколько раз кот был на диване и сколько раз у миски), то выяснится, что такая статистика никогда бы не получилась, если бы кот был ИЛИ на диване, ИЛИ у миски. Ну с реальными котами мы этого не наблюдаем, конечно, а с электронами все происходит именно так.  

    Когда мы наблюдаем за этой частицей, она, действительно, оказывается в одном месте - мы это можем зафиксировать, но когда не наблюдаем, она должна быть сразу в нескольких местах одновременно. Например, именно это имеют в виду на уроках химии, когда говорят об электронных облаках. Неудивительно, что бедные дети никогда этого не понимают. Просто заучивают…».

    6R1A7602.jpg


    Эффект декогеренции

    Да, кот ведет себя не так как электрон, но почему? Ведь кот тоже состоит из элементарных частиц, из тех же электронов (а также протонов и нейтронов, они все демонстрируют это удивительное квантовое поведение). Почему же он, кот, в определенный промежуток времени может находиться только в одном месте и в никаком другом? И второй вопрос: что такого таинственного содержится в нашей способности «наблюдать»? Ведь действительно, получается очень странно – если мы «не смотрим», то объект размазан по вселенной, но как только мы «посмотрели», он сразу стянулся в одно место! Физики не говорят – стянулся, они говорят – «произошел коллапс волновой функции», но эти мудреные слова обозначают именно то, о чем шла речь выше – «стягивание», «схлопывание» объекта в одно место в результате «наблюдения».   Что это такое мы умеем делать?!

    «Ответ на эти сложнейшие вопросы появились в конце прошлого века, когда был открыто такое явление как декогеренция, - продолжает Артем Валерианович. - Оказывается, действительно, любой объект находится сразу в нескольких местах, очень во многих. Он словно размазан по Вселенной. Но стоит ему вступить во взаимодействие с окружающей средой, даже столкнуться с одним атомом фотона, как он тут же «схлопывается». Т.е. нет никакой нашей мистической способности вызывать квантовый коллапс путем наблюдения – это происходит за счет взаимодействия с окружением, а мы просто часть этого окружения. Это раз. Во-вторых, стопроцентного коллапса как такового нет. Стягивание происходит так – если до взаимодействия с окружением объект был размазан по двум местам (это для простоты, в реальности по сотне или тысяче мест), то и после взаимодействия он остается также размазан, но практически 99.9999% (и много-много девяток после) объекта находится в каком то одном месте и ничтожно малая часть во втором. Вот нам и кажется, что он стянулся точно в одно место! Причем, все это происходит за феноменально короткое время и чем больше объект тем быстрее это «стягивание» происходит. Поэтому наше нахождение сразу нескольких местах мы не можем ни осознать, ни каким-то образом зафиксировать- таких приборов просто нет. И их невозможно создать».

    9s2a2548_3_m.jpg

    По словам Артема Юрова, много лет назад его мадридский друг и соавтор - профессор Педро Гонзалес Диас ( давно уже , к сожалению покойный) высказал мысль о том, что Вселенная может обладать квантовыми свойствами.

    «Я тогда отнесся к этому мнению, мягко говоря, скептически, - признается Юров. - Ведь известно, что чем больше объект, тем быстрее он схлопывается. Даже бактерия схлопывается фантастически быстро, а тут - целая Вселенная. Глупость какая-то. И тут Педро задал мне вопрос о том, с чем взаимодействует Вселенная? И я, если честно не нашел что ответить. Кроме Вселенной на свете ничего нет. А раз так, то и взаимодействовать ей не с чем. Из чего можно сделать вывод о том, что теоретически она может себя вести как квантовый объект». 

    Человек и его копии

    Впрочем толчком для написания научной статьи про квантовый характер Вселенной стали не столько идея Педро Гонсалеза Диаса, сколько вышедшая

    в 2007 году научная публикация Холла, Деккерта и Вайзмена, в которой квантовые чудеса были описаны на языке максимально приближенном к языку классической механики, с добавлением «квантовых сил».   Т.е. каждое место локализации объекта описывается как отдельный «мир», но считается, что эти «миры» действуют друг на друга с реальными «силами». Надо сказать, что идея о «многих мирах» существует давно и принадлежит Хью Эверетту. Идея об описании квантовых эффектов путем введения дополнительных сил тоже существует давно и принадлежит Давиду Бому, но Холл, Деккерт и Вайзмен смогли объединить эти идеи и построить содержательную математическую модель.

    «И когда мы с Валерианом увидели эту работу в 2007 году – говорит Артем Юров - , нам показалось, что примененный в ней математический формализм позволяет совсем по другому посмотреть на то, что говорил в свое время Педро. Суть нашей работы заключается в том,   что мы взяли уравнение, которое используют космологи, описывая Вселенную Фридмана -Эйнштейна, добавили «квантовые силы», по схеме ХДВ и исследовали полученные решения. Нам удалось получить несколько удивительных результатов, в частности не исключено, что некоторые загадки космологии могут получить неожиданное освещение с этой стороны. Но самое важное, что такая модель тестируема».

    Пока рано говорить о том, к чему такая постановка вопроса может привести. Теорию надо еще подтвердить с помощью экспериментов (т.е. наблюдений). Но уже сейчас очевидно, что ученые вплотную подошли к тому, что в корне может изменить наше представление о мироздании.