Zabili kota Schrodingera

W mechanice kwantowej istnieje pojęcie funkcji falowej, które pozwala wyjaśnić wiele zjawisk niespotykanych w fizyce newtonowskiej, jest on m.in. rozwiązaniem słynnego równania Schrödingera. Zespół australijskich naukowców całkowicie odrzucił funkcję falową i związane z nią równania. Zamiast niej proponuje istnienie wielkiej liczby wszechświatów, w których obowiązuje fizyka newtonowska, a ich wzajemne oddziaływanie na siebie wyjaśnia zjawiska przypisywane dotychczas mechanice kwantowej.

Od dawna wielu fizyków sceptycznie odnosiło się do funkcji falowej jako składnika rzeczywistości. Korzystali z opisywanych przez nią równań, ale sądzili, że potrzeba innej teorii wyjaśniającej obserwowane zjawiska.

Nie można uznawać funkcji falowej za coś realnego - mówi teraz Howard Wiseman z australijskiego Griffith University. Wiseman i jego koledzy uważają, że nasz wszechświat jest jednym z olbrzymiej liczby wszechświatów równoległych, w których obowiązuje fizyka newtonowska. Cząstki tych wszechświatów oddziałują na siebie. Wszystko, co dotychczas uznawaliśmy za niezwykłe zjawiska i tłumaczyliśmy je mechaniką kwantową, jest w rzeczywistości wynikiem tych oddziaływań.

Wiseman i jego koledzy matematycznie udowodnili, że ich teoria może wyjaśniać wiele zjawisk. Pierwszą rzeczą, którą musisz zrobić jest uzyskanie takich samych wyników, bo mechanika kwantowa była testowana z niezwykłą precyzją. Jeśli nie jesteś w stanie uzyskać takich samych wyników, jakie uzyskuje mechanika kwantowa, przegrałeś już na samym początku - wyjaśnia Wiseman.

Na początek australijscy uczeni wzięli na warsztat doświadczenie Younga, które pozwala na potwierdzenie falowo-korpuskularnej natury cząstek. Wykazali, że istnienie zaledwie 41 wzajemnie oddziałujących wszechświatów da takie zjawiska, jakie obserwujemy i dowodzimy za pomocą mechaniki kwantowej. Naukowcy wykazali też, że za pomocą ich teorii można wyjaśnić wiele innych zjawisk, jak np. stabilność materii. W tym przypadku oddziaływanie innych wszechświatów zapobiega opadaniu elektronów na jądra atomów. Takie zjawiska obserwujemy na gruncie fizyki newtonowskiej. Jeśli byśmy wyłączyli te interakcje lub gdyby istniał tylko jeden wszechświat, wtedy zniknęłyby wszystkie zjawiska jakie bada mechanika kwantowa. Obserwowalibyśmy w naszym świecie wyłącznie to, co wyjaśniamy na gruncie klasycznej fizyki - mówi Michael Hall z grupy Wisemana.

Australijczycy dopiero rozwijają swoją teorię, a przed nimi dużo pracy. Nie opisali jeszcze na przykład, jak za pomocą wielu wszechświatów można wyjaśnić splątanie kwantowe.

Warto tutaj przypomnieć, że australijska koncepcja przypomina tę, jaką w latach 50. ubiegłego wieku zaproponował Hugh Everett. Uważał on, że za każdym razem gdy funkcja falowa się załamuje, wszechświat rozdziela się na pary wszechświatów równoległych. W koncepcji Everetta kot Schrödingera jest równocześnie żywy i martwy – zależy, z którego wszechświata nań spojrzymy.

Istnieje jednak fundamentalna różnica pomiędzy koncepcją Everetta a Wisemana. Everett traktuje funkcję falową jako część rzeczywistości. Ponadto uważa, że gdy wszechświaty się rozdzielą, niemal nigdy nie wchodzą ze sobą w interakcje. Z kolei Wiseman i jego koledzy twierdzą, że wszechświaty równoległe istniały zawsze i zawsze ze sobą oddziałują.

Lev Vaidman z Uniwersytetu w Tel Awiwie, który intensywnie badał koncepcję Everetta, przyznaje, że teoria Wisemana ma pewną przewagę. Na przykład w koncepcji wielu oddzielonych od siebie wszechświatów trudno jest wyjaśnić prawdopodobieństwo w świecie, w którym wszystko co mogło się zdarzyć, już się zdarzyło. W koncepcji wielu oddziałujących ze sobą światów jest to bardzo proste.

Pomysł Wisemana daje nadzieję na dokonanie niezwykle ekscytującego odkrycia. Jeśli bowiem wszechświaty na siebie oddziałują, to powinniśmy być w stanie je odkryć. Wiseman zauważa też, że równanie Schrödingera jest precyzyjne tylko wówczas, gdy istnieje nieskończona liczba wszechświatów. Jeśli zaś ich liczba jest skończona, to równanie to jest jedynie przybliżeniem. Przeprowadzenie odpowiednich eksperymentów powinno wykazać, jakie są różnice pomiędzy przybliżonym a rzeczywistym wynikiem tego równania. To zaś oznacza, że eksperymenty takie mogą wykazać, ile jest wszechświatów - stwierdził Eric Cavalcanti z University of Sydney.

Wiseman nie wyklucza też, że na gruncie jego teorii uda się wyjaśnić zasady działania grawitacji. Posuwa się nawet do stwierdzenia, że jeśli jego teoria jest prawdziwa, a siły oddziaływania pomiędzy wszechświatami są nieco inne od tych, które zaproponował, to możliwa będzie komunikacja pomiędzy wszechświatami.

Wspomniany już wcześniej Lev Vaidman mówi: To koncepcja funkcji falowej pozwoliła na rozwiązanie paradoksów klasycznej mechaniki. Nie jestem entuzjastycznie nastawiony do próby zastąpienia funkcji falowej czymś innym. Przyznaje jednak, że teoria Wisemana może być użyteczna jeśli za jej pomocą uda się uprościć opisujące rzeczywistość równania matematyczne. Podobnego zdania są twórcy teorii. Gdy mamy sześć lub siedem wzajemnie oddziałujących cząstek to równanie Schrödingera staje się zbyt złożone, by rozwiązać je nawet w przybliżeniu. Dzięki naszej teorii wystarczy tylko określić, gdzie w każdym z wszechświatów znajduje się dana cząstka i obliczyć siły oddziaływania pomiędzy nimi - mówi Hall.

mechanika kwantowa wszechświat fizyka klasyczna