Альтернативна квантова теорія

З часів формування перших постулатів, що характеризують основні особливості квантової фізики, одночасно почали використовуватися і висловлюватися альтернативні теорії про існування і взаємодії часток на мікрорівні. Одним з основоположників такого напрямку в квантовій фізиці став вчений Девід Бом, який сформував відмінне від класичного думки більшості фізиків-теоретиків початку 20 століття свої уявлення.

Основи альтернативної квантової теорії

У класичному розумінні сверхмалі частки мають певне положення в просторі, проте відповідно до теорії механіки Бома, така думка може бути помилковим. Він вважав, що фактичне розташування частинки не можна визначити достеменно, поки вона не спостерігається будь-ким ще.

Це протиріччя можна було описати в математичної моделі з використанням формул, однак при практичному застосуванні вона повністю ставала недієздатною і помилковою.

Про невідповідність повідомляв відомий фізик Альберт Ейнштейн, який в цей же час зміг сформулювати загальну теорію відносності. Він повністю не погоджувався з доводами Бома і його прихильників, так як це суперечило здоровому глузду всієї квантової механіки.

В даний час розрізняють:

  • класичну квантову теорію;
  • ряд альтернативних теорій з використанням рівняння Шредінгера.

Бом замість чітких позицій фізики, в основі якої лежать закони Ньютона, ввів поняття нової інтерпретації квантової механіки. Він описував іншу математичну структуру під назвою хвильова функція. Вона може розвиватися з часом, а її еволюційні зміни в часі регулюються чітким правилами, встановленими рівнянням Шредінгера. Математичні розрахунки показують правильність суджень дослідника, але це не підтверджувало його думка про фактичне місцезнаходження частинок.

Згідно хвильової функції, кожен електрон займає певне місце, але при цьому його рух підпорядковується руху поширюваної хвилі. Вона розподіляється через обидва отвори, а самі частинки в цей же час проходять лише через один отвір. Теорія хвиль-пілотів незабаром стала носити назву механіки Бома. Вчений продовжував шукати ключ до розуміння своєї квантової теорії альтернативного спрямування аж до своєї смерті. Незважаючи на всі спроби посилити свої позиції в квантовій фізиці ця теорія не змогла знайти реального продовження, і на якийсь час була забута, як безперспективна і помилкова. Зокрема, вона вступила в великі протиріччя з копенгагенської інтерпретацією квантової фізики.

Експерименти Штайнберга

Через деякий час власні експерименти по знаходженню справжнього змісту старої теорії Бома провів фізик Штайнберг зі своєю командою дослідників. Його експеримент був аналогом класичного досвіду з двома щілинами. Тепер вони замість електронів використовували фотони. Ці сверхмалі частки проходили не через два отвори, а через расщепитель променя. Фотон прямував спеціальним пристроєм по одному з двох шляхів. Це залежало від поляризації. В ході експерименту фотони досягали однофотонной камери. В оригінальних дослідах використовувалася спеціальний екран. Камера записував кінцеве положення частинок світла.

Дослідники в своїх дослідах також намагалися використовувати пари заплутаних фотонів, які представлялися як взаємозалежні. У підсумку вони могли через один фотон отримувати інформацію про інше фотоні. Однак такі експерименти відрізнялися своєю ненадійністю і великий приблизністю. Значення, які отримували вчені, вдавалося привести до середніх показників, щоб відновити траєкторію першого фотона. Експерименти могли бути визнані лише частково успішними, так як мали непрямі показники, а не прямі результати.

Штайнберг після закінчення своїх експериментів заявив, що в їх результатах немає ніяких протиріч, оскільки досліднику завжди необхідно замислюватися про нелокальності всієї теорії. Ряд учених не повісився результатами команди Штейнберга, так давно дотримувалися думки про вірність теорії механіки Бома. Але ці результати знову дали можливість продовжити діяльність щодо подальшого формування і обговорення теорії.

Нелокальність квантової заплутаності

У 1952 році Ейнштейн запропонував використовувати теорію Бройля в нових дослідах, який проводив Бом. Дослідження відновив фізик Макс Борн. Вчені прийшли до думки, що дана інтерпретація занадто спрощена для того, щоб бути реалістичною. Прихильники механіки Бома наполягають, що взаємодія між частинками відбувається більш швидким чином, ніж швидкість світла. З цим твердженням поки ніяк не можуть погодитися прихильники класичної квантової теорії, заснованої на теорії відносності.

Раніше фізиками було встановлено, що нелокальність квантової заплутаності не може допустити зв’язку швидше за швидкість світла. Однак з механіки Бома ключову роль продовжує грати нелокальність, але вона потребує подальшого пояснення. Потрібно зрозуміти взаємозв’язок від того, що відбувається тут і зараз і до того, що може статися в іншому місці.

В даний час погляди вчених спрямовані на пошук і підтвердження різних напрямків квантової механіки. Вони можуть бути досяжні різними способами, в тому числі:

  • складанням математичних моделей альтернативної квантової теорії;
  • використання квантового методу мислення і формування нових альтернативних теорій.
ПОДІЛИТИСЯ: