Forvikling er et uundgåeligt træk ved virkeligheden

(Phys.org) - Er forvikling virkelig nødvendig for at beskrive den fysiske verden, eller er det muligt at have en post-kvanteteori uden sammenfiltring?

I en ny undersøgelse, fysikere har matematisk bevist, at enhver teori, der har en klassisk grænse - hvilket betyder, at den kan beskrive vores observationer af den klassiske verden ved at gendanne klassisk teori under visse betingelser - skal indeholde sammenfiltring. Så på trods af at sammenfiltring strider mod klassisk intuition, sammenfiltring skal være et uundgåeligt træk ved ikke kun kvanteteori, men også enhver ikke-klassisk teori, også dem, der endnu ikke skal udvikles.

Fysikerne, Jonathan G. Richens ved Imperial College London og University College London, John H. Selby ved Imperial College London og University of Oxford, og Sabri W. Al-Safi ved Nottingham Trent University, har udgivet et papir, der fastslår forvikling som et nødvendigt træk ved enhver ikke-klassisk teori i et nyligt nummer af Fysisk gennemgangsbreve .

"Kvanteteori har mange mærkelige træk sammenlignet med klassisk teori, ”Fortalte Richens Phys.org . "Traditionelt studerer vi, hvordan den klassiske verden stammer fra kvanten, men vi satte os for at vende denne begrundelse for at se, hvordan den klassiske verden former kvanten. Derved viser vi, at en af ​​dens mærkeligste træk, sammenfiltring, er totalt overraskende. Dette antyder, at meget af den tilsyneladende mærkelige kvanteteori er en uundgåelig konsekvens af at gå ud over klassisk teori, eller måske endda en konsekvens af vores manglende evne til at efterlade den klassiske teori. "

Selvom det fulde bevis er meget detaljeret, hovedideen bag er simpelthen, at enhver teori, der beskriver virkeligheden, i en eller anden grænse skal opføre sig som klassisk teori. Dette krav virker temmelig indlysende, men som fysikerne viser, det giver stærke begrænsninger for strukturen i enhver ikke-klassisk teori.

Kvanteteorien opfylder dette krav om at have en klassisk grænse gennem decoherence -processen. Når et kvantesystem interagerer med det ydre miljø, systemet mister sin kvantesammenhæng og alt, hvad der gør det til kvante. Så systemet bliver klassisk og opfører sig som forventet af klassisk teori.

Her, fysikerne viser, at enhver ikke-klassisk teori, der genopretter klassisk teori, skal indeholde sammenfiltrede tilstande. For at bevise dette, de antager det modsatte:at en sådan teori ikke har sammenfiltring. Så viser de, at uden sammenfiltring, enhver teori, der genopretter klassisk teori, må være selve den klassiske teori-en modsigelse af den oprindelige hypotese om, at den pågældende teori er ikke-klassisk. Dette resultat indebærer, at antagelsen om, at en sådan teori ikke har sammenfiltring, er falsk, hvilket betyder, at enhver teori af denne art skal have sammenfiltring.

Dette resultat er måske kun begyndelsen på mange andre relaterede opdagelser, da det åbner mulighed for, at andre fysiske træk ved kvanteteorien kan gengives ganske enkelt ved at kræve, at teorien har en klassisk grænse. Fysikerne forudser, at funktioner som informationskausalitet, lidt symmetri, og makroskopisk lokalitet kan alle vise sig at stamme fra dette enkelt krav. Resultaterne giver også en klarere idé om, hvad enhver fremtidig ikke-klassisk, post-kvante teori skal se ud.

"Mine fremtidige mål ville være at se, om Bell ikke-lokalitet ligeledes kan udledes af eksistensen af ​​en klassisk grænse, "Richens sagde." Det ville være interessant, hvis alle teorier, der overgår den klassiske teori, må krænke lokal realisme. Jeg arbejder også på at se, om visse udvidelser af kvanteteorien (f.eks. Interferens i højere orden) kan udelukkes af eksistensen af ​​en klassisk grænse, eller hvis denne grænse giver nyttige begrænsninger for disse 'post-kvante teorier'. "

© 2017 Phys.org