Kvantna mehanika je pogosto opisana kot “čudna” ali “tuja”, ker zavrže mnoge intuitivne značilnosti klasične fizike. Na primer, ideja, da je svet objektiven, da je določen in da obstaja neodvisno od meritev, so osnovne lastnosti klasične teorije, vendar pa vzdržijo vedno v kvantni teoriji. Kaj pa, če se izkaže, da tudi te intuitivne ideje niso resnične lastnosti klasične fizike? Ali bi potem bila klasična teorija tudi tako čudna kot kvantna teorija?

V novi študiji, ki je bila objavljena v Physical Review Letters, je fizik Radu Ionicioiu, et al., pokazal, da so tri navidez razumne klasične predpostavke, ki smo jih omenili zgoraj - objektivnost, determinizem in neodvisnost - da so medsebojno nekopatibilne z katero koli teorijo, ne le s kvantno mehaniko. Znanstvenik je pokazal, da medtem, ko sta katerikoli dve predpostavki kompatibilni, vse tri niso. Ko je vse povedano, naše navidez z razumom postavljene klasične predpostavke niso sploh razumljive.  
“Včasih se lahko klasične ideje zdijo “naravne” in “logične” preprosto zato, ker jih ne testiramo dovolj,” je povedal za phys.org so avtor Daniel Terno iz Macquarie University in Sydney, Australia. “Kvantna mehanika je lahko čudna, vendar pa so lahko naše klasične iluzije čudne tudi - ali preprosto nemogoče za vzdrževati, ne glede na to, kako deluje svet.”
Odkritja bi lahko imela zelo velike posledice. Mnoga desetletja so fiziki predvidevali, da so naše vsakodnevne klasične ideje v skladu druga z drugo in so jih uporabili za preiskovanje napetosti med klasičnim in pogledom na kvantni svet. Teorije skritih spremenljivk, na primer, poizkušajo zapolniti kvantni mehaniko s poustvarjanjem rezultatov kvantne teorije, medtem, ko vkčljučujejo te klasične intiutivne predpostavke. Če so nova odkitja pravilna, potem bodo zahtevala, da fiziki ponovnono preverijo osnovne načela ne le kvantne teorije temveč tudi klasične.
“Kar smo dobili iz tega projekta [opozorilo: ne teorem, temveč le mnenje] je, ker so lahko klasični intuitivni vpogledi morda pravtako čudni kot kvantna predvidevanja, da je zato celoten povod programa skritih spremenljivk za razlago kvantne mehanike nekako brezpredmeten.”, je rekel Terno. “Ni razloga izmenjevati enega tipa čudnosti za drugega ali sprejeti samo nekatere in poizkusiti razlažiti druge.”
Razkrita nekompatibilnost treh predpostavk se osredotoča na kvantni fenomen dvojnosti valov-delcev. V svoji študiji so fiziki analizirali verzijo experimenta zakasnele izbire, ki prikazuje dvojnost valovi-delci z interferometrom. V tem eksperimentu se foton obnaša kot delec, ko je interfeometer odprt in kot val, ko je zaprt.
Eksperiment prikazuje, da v kateremkoli trenutku v času, foton ne more biti smatran ne le kot delec ali le kot val, odvisno pač od postavitve eksperimenta, saj ima namesto tega obe lastnosti. Eksperiment gradi na avtorjevem predhodnem delu, v katerem prikazujejo kako poenostaviti demonstracijo valovno-delčne dvojnosti.
V novem delu so raziskovalci preverili običajne predpostavke kalsičnih idej, celo, če so bile nekompatibilne s kvantno mehaniko, in pokazala se je doslednost. Tukaj je objektivnost definirana kot foton, ki je lahko bodisi delcec ali val, vendar pa nikakor ne oboje. Determinizem omeni, da je izhod lahko (če je foton delec ali val) določen, če je v popolnosti poznan ves informacijski scenarij, vključno s skritimi spremenljivkami. Neodvisnost pomeni, da izid ni odvisen od specifične psotavitve eksperimenta.
Kot fiziki razložijo, ker foton prikazuje oboje, obnašanje delcev in valov pri dveh različnih eksperimentalnih postavitvah, mu poizkušanje zadovoljitve vseh treh zahtev onemogoči ustvariti kakršne koli eksperimentalne rezultate. Kakor dolgo različne eksperimentalne postavitve prinašajo različne tipe obnašanja, so tri intuitivne ideje nakompatibilne, ne glede na to katera vrsta teorije je uporabljena. Terno razlaga to idejo z uporabo analogije s prekomerno zahtevnim klientom.
“Naš rezultat je bil izgrajen podobno temu, kar nadležen klient želi od potovalnega agenta: “Moral bi imeti to in to, in tukaj in tam, vendar pa ne takšnih in takšnih, in vsekakor ne na ta način...” in na koncu nobena pot ne more zadovoljiti vseh klientovih omejitev. Nekaj mora iti stran.
“Ko so posameznik predstavlja teorijo skritih spremenljivk, ki opisuje eksperimente, ki jih obtravnavamo, ima le tolko svobode (sedem parametrov, bolj precizno). Postaviti omejitve, ki so matematični izrazi naših treh intuitivnih zahtev zmanjša svobodo dokler ničesar več ne ostane.”
Ker sta karterikoli dve od treh idej medsebojno kompatibilni, fiziki sugerirajo, da se zdi najbolj naravno izpustiti predpostavko objektivnosti, medtem, pa obdržati determinizem in neodvisnost. Ta izbira zahteva , da je valovno-delžna dvojnost sprejeta, neglede na njeno neintuitivno naravo. Vendar pa bomo lahko prepričani šele v prihodnjih raziskavah.




Read more at: http://phys.org/news/2015-02-classical-theory-weird-quantum.html