Законы квантовой физики не проявляются на уровне нашей
обыденной жизни, мы всегда можем определить точное положение каждого объекта в
каждый момент времени. Но поведение элементарных частиц, подчиняющихся законам
квантовой физики, четко не определено и может быть описано только
распределением вероятностей. Столь разительное отличие в законах физики,
поведении объектов и в других явлениях должно определять наличие четкой границы
между двумя мирами, и достаточно долго ученые-физики пытались различными путями
определить точное положение этой границы. Теперь, группа ученых из Лейденского
университета считает, что им удалось установить точное положение вышеупомянутой
границы, о чем они сообщили в статье, опубликованной в журнале Physical Review
Letters.
Основным критерием определения границы между квантовым и
обычным мирами, является размер и масса (энергия) существующих в этих мирах
объектов. "Мы планировали наши эксперименты таким образом, чтобы иметь в
запасе некоторое пространство для маневров с массой и размерами частиц" -
рассказывает Тджерк Устеркамп (Tjerk Oosterkamp), физик из Лейденского
университета, - "И это дало нам возможность исследовать то, что происходит
на стыке квантового и обычного миров, постепенно приближаясь к границе между
ними с разных сторон".
Согласно существующей модели квантовой механики,
положение квантовой частицы описывается распределением вероятностей. Однако
очень часто бывает так, что это распределение спонтанно нарушается. Когда
происходит нарушение такого распределения и если частица находится вблизи
границы между мирами, ее положение становится четко определенным, что говорит о
переходе этой частицы из квантового в обычный мир. И, чем ближе квантовая
частица находится к границе, тем чаще происходят нарушений распределения
вероятностей. Связав воедино частоту нарушений, массу и другие параметры
квантовых частиц, ученые вывели формулу, позволяющую вычислить точное положение
границы между мирами.
Ученые группы Устеркампа определили границу, положение
которой выражается не миллиметрами, не секундами и не другими привычными нам
всем величинами. Положение этой границы выражается в количестве случаев
нарушения распределения вероятностей за определенный период времени для
объектов определенного размера. Согласно полученным данным, граница проходит в
промежутке от 31 нарушения на одну единицу атомной массы ежегодно при размерах
объектов в 10 нанометров до 1 нарушения в 100 лет при размере объекта в 1
нанометр. Такие понятия, естественно, тяжелы для понимания обычными людьми, тем
не менее, здесь четко прослеживается тенденция, что, чем большие размеры имеет
объект, тем чаще происходят нарушения и тем ближе он находится к миру обычной
физики.
В своих будущих экспериментах ученые планируют уменьшить
количество спонтанных нарушений распределения вероятностей, вызванных влиянием
различных побочных факторов и эффектов. Это, в свою очередь, позволит им более
точно определить положение "верхней" границы квантового мира и
"нижней" границы мира обычной физики.
