Category Archives: Kvantna mehanika

Kako Higsovo polje daje masu česticama i šta je Higsov bozon?

**Higsov bozon**, poznat i kao **Higsov čestica**, je elementarna čestica u **Standardnom modelu** čestica. Ona se stvara kvantnom ekscitacijom **Higsovog polja**, jednog od polja u teoriji čestica. Evo kako Higsov bozon daje masu drugim česticama:

1. **Polja i čestice**: Prvo, svaka elementarna čestica dobija svoj jedinstveni skup osobina interakcijom sa nevidljivim entitetima zvanim **polja**. Polja su slična sportskim terenima na kojima se čestice kreću i sudaraju. Na primer, **elektromagnetno polje** je povezano sa **fotonima**, česticama svetlosti.

2. **Higsovo polje**: Postoji i **Higsovo polje** koje daje masu česticama. Sve osim masivnih fotona i gluona dobijaju svoje mase interakcijom sa Higsovim poljem. Zamislite da Higsovo polje deluje kao gust sirup kroz koji čestice prolaze. Neke čestice se teže probijaju kroz ovaj “sirup” od drugih, što ih čini težim. Na primer, **elektroni** i **neutrini** su lakše čestice, dok je **top kvark** hiljade puta više otežan dejstvom Higsovog polja¹.

3. **Higsov mehanizam**: Higsovo polje je skalarno polje sa dva neutralna i dva električki nabijena komponenta. Ovo polje ima vrednost različitu od nule svuda (uključujući prazan prostor), što narušava simetriju slabog izospina elektroslabe interakcije. Preko **Higsovog mehanizma**, sve masivne elementarne čestice Standardnog modela, uključujući sam Higsov bozon, dobijaju masu.

Ukratko, Higsov bozon posreduje interakciju sa Higsovim poljem i omogućava drugim česticama da dobiju masu. Bez Higsovog polja, sve bi čestice bile bez mase i kretale bi se brzinom svetlosti, bez mogućnosti  da formiraju atome²³.

**Higsov bozon** i **Higsovo polje** su ključni koncepti u fizici elementarnih čestica. Evo kako se razlikuju:

1. **Higsov bozon**:
   – Higsov bozon, takođe poznat kao Higsova čestica, je **elementarna čestica** u **Standardnom modelu** čestica.
   – On je **masivni skalarni bozon** sa **nulom spina**, **pozitivnom paritetom**, **bez električkog naboja** i **bez boje**.
   – Higsov bozon **se raspada** gotovo odmah nakon što se stvori.
   – Njegova **masa** je eksperimentalno određena i iznosi oko **125 GeV/c²**².

2. **Higsovo polje**:
   – Higsovo polje je **skalarno polje** koje ispunjava celokupan prostor svemira.
   – Prema teoriji, Higsovo polje daje masu svim elementarnim česticama.
   – Kada čestice interaguju sa Higsovim poljem, dobijaju masu. Ovo se dešava putem **Higsovog mehanizma**.
   – Higsovo polje ima **dva neutralna i dva električki nabijena komponenta** koja formiraju kompleksni dublet **slabe izospin SU(2) simetrije**.
   – Polje ima vrednost različitu od nule svuda u prostoru, što narušava simetriju **elektroslabe interakcije** i daje masu svim masivnim elementarnim česticama, uključujući i sam Higsov bozon.

Ukratko, Higsov bozon je konkretna čestica koja se javlja kao talas u Higsovom polju. Higsovo polje, s druge strane, ispunjava celokupan prostor i omogućava masu drugim česticama⁴⁶.

|

Šta je kvantna teleportaciju i da li funkcionira?

Da, kvantna teleportacija informacija je moguća. Kvantna teleportacija je tehnika za prijenos kvantnih informacija od pošiljaoca na jednoj lokaciji do primaoca na nekoj udaljenosti. Dok se teleportacija obično prikazuje u naučnoj fantastici kao sredstvo za prijenos fizičkih objekata s jedne lokacije na drugu, kvantna teleportacija prenosi samo kvantne informacije ¹. Prvi naučni članak koji istražuje kvantnu teleportaciju objavili su C. H. Bennett, G. Brassard, C. Crépeau, R. Jozsa, A. Peres i W. K. Wootters 1993. godine, u kojem su koristili metode dvostruke komunikacije za slanje/primanje kvantnih informacija ¹. Eksperimentalno su ga 1997. godine realizovale dvije istraživačke grupe, predvođene Sanduom Popescuom i Antonom Zeilingerom ¹. Dijagram osnovnih komponenti koje se koriste za kvantnu teleportaciju možete vidjeti na slici ispod:

Moguće je da će kvantna teleportacija u budućnosti omogućiti izgradnju super brzog i izuzetno sigurnog kvantnog interneta ³. Međutim, trenutno se kvantna teleportacija koristi samo u eksperimentalne svrhe i nije dostupna široj javnosti ².

Izvor:
(1) Kvantna teleportacija – Wikipedia. https://bs.wikipedia.org/wiki/Kvantna_teleportacija.
(2) Dosežena kvantna teleportacija z 90-odstotno natančnostjo na razdalji …. https://www.student.si/izpostavljeno/znanost/dosezena-kvantna-teleportacija-z-90-odstotno-natancnostjo-na-razdalji-44-km/.
(3) Kvantna teleportacija – Wikipedia. https://bing.com/search?q=Da+li+funkcionira+kvantno+teleportiranje+informacija%3f.
(4) Izvedena uspješna teleportacija; moći će i ljudi! – tportal. https://www.tportal.hr/vijesti/clanak/izvedena-uspjesna-teleportacija-moci-ce-i-ljudi-20140602.
(5) undefined. https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Kvantna_teleportacija&oldid=3547461.

Nobelova nagrada za fiziku dodijeljena pionirima kvantne informacije

Nobelovu nagradu za fiziku 2022. zajednički su dobili Alain Aspect, John F. Clauser i Anton Zeilinger

Nobelova nagrada za fiziku 2022. zajednički je dodijeljena Alainu Aspectu, Johnu F. Clauseru i Antonu Zeilingeru za eksperimente sa zapletenim fotonima i njihov rad u pionirskoj kvantnoj informacijskoj znanosti.

Trio je osvojio 10 milijuna švedskih kruna, koje će ravnomjerno podijeliti laureati.

“Postaje sve jasnije da se pojavljuje nova vrsta kvantne tehnologije. Vidimo da je rad laureata sa zapetljanim stanjima od velike važnosti, čak i izvan temeljnih pitanja o tumačenju kvantne mehanike,” kaže Anders Irbäck, predsjednik Nobelovog odbora za fiziku.

Alain Aspect, rođen je 1947. u Agenu, Francuska. Doktorirao je 1983. na Sveučilištu Paris-Sud, Orsay, Francuska. Profesor je na Université Paris-Saclay i École Polytechnique, Palaiseau, Francuska.

John F. Clauser istraživački fizičar, SAD razvio je ideje Johna Bella, što je dovelo do praktičnog eksperimenta. Kada je izvršio mjerenja, ona su poduprla kvantnu mehaniku jasno kršeći Bellovu nejednakost. To znači da se kvantna mehanika ne može zamijeniti teorijom koja koristi skrivene varijable.

Anton Zeilinger, profesor na Sveučilištu u Beču, Austrija koristeći rafinirane alate i duge nizove eksperimenata. Anton Zeilinger je počeo koristiti zapletena kvantna stanja. Između ostalog, njegova istraživačka skupina demonstrirala je fenomen nazvan kvantna teleportacija, koji omogućuje premještanje kvantnog stanja s jedne čestice na drugu na velikoj udaljenosti.

Profesor na Université Paris-Saclay i École Polytechnique, Palaiseau, Francuska Alain Aspect razvio je postavku, koristeći je na način da zatvori važnu rupu u zakonu koja je ostala nakon rada Johna Clausera. Uspio je promijeniti postavke mjerenja nakon što je zapleteni par čestica napustio svoj izvor, tako da postavka koja je postojala kada su emitirani nije mogla utjecati na rezultat.

Izvor: https://www.nobelprize.org/

Roger Penrose kaže da je fizika pogrešna, od teorije struna do kvantne mehanike

Ovo su nekoliko pitanja i odgovora u interviju koji su radili Susan Kruglinski i Oliver Chanarin za discoveri casopis:

Nazvali ste stvarne implikacije kvantne fizike besmislenim. Koji je vaš prigovor?

O: Kvantna mehanika je nevjerovatna teorija koja objašnjava sve stvari koje se prije nisu mogle objasniti, počevši od stabilnosti atoma. Ali kada prihvatite neobičnost kvantne mehanike [u makro svijetu], morate odustati od ideje prostora-vremena kakvu poznajemo od Einsteina. Najveća je neobičnost ovdje što nema smisla. Ako se pridržavate pravila, smislite nešto što jednostavno nije u redu.

P: U kvantnoj mehanici objekt može postojati odjednom u mnogim stanjima, što zvuči ludo. Kvantni opis svijeta izgleda potpuno suprotan svijetu kakav ga doživljavamo.

O: To nema nikakvog smisla, a postoji jednostavan razlog. Vidite, matematika kvantne mehanike ima dva dijela. Jedna je evolucija kvantnog sistema, koja je izuzetno precizno i tačno opisana Schrödingerovom jednadžbom. Ta jednadžba vam govori ovo: Ako znate kakvo je stanje sistema sada, možete izračunati šta će raditi za 10 minuta. Međutim, postoji drugi dio kvantne mehanike – stvar koja se događa kada želite izvršiti mjerenje. Umjesto da dobijete jedan odgovor, koristite jednadžbu za izradu vjerovatnoće određenih ishoda. Rezultati ne kažu: “To svijet radi.” Umjesto toga, oni samo opisuju vjerovatnoću da to učini bilo što. Jednadžba bi svijet trebala opisivati na potpuno deterministički način, ali to ne čini.

P: Erwin Schrödinger, koji je stvorio tu jednadžbu, smatran je genijem. Sigurno je cijenio taj sukob.

O: Schrödinger je toga bio svjestan kao i svi drugi. Govori o svojoj hipotetičkoj mački i kaže, manje-više, “U redu, ako vjerujete u ono što kaže moja jednadžba, morate vjerovati da je ova mačka istovremeno mrtva i živa.” Kaže, „To su očito gluposti, jer to nije tako. Stoga, moja jednadžba ne može biti ispravna za mačku. Dakle, mora biti uključen neki drugi faktor. “

P: Dakle, sam Schrödinger nikada nije vjerovao da analogija mačaka odražava prirodu stvarnosti?

O: O da, mislim da je na to ukazivao. Mislim, pogledajte tri najveće figure u kvantnoj mehanici, Schrödinger, Einstein i Paul Dirac. Svi su oni u određenom smislu bili kvantni skeptici. Dirac je taj koga ljudi najviše iznenađuju, jer je postavio čitav temelj, opći okvir kvantne mehanike. Ljudi o njemu misle kao o tvrdoj liniji, ali bio je vrlo oprezan u onome što je rekao. Kada su ga pitali: “Koji je odgovor na problem mjerenja?” njegov odgovor je bio, „Kvantna mehanika je privremena teorija. Zašto bih tražio odgovor u kvantnoj mehanici? ” Nije vjerovao da je to istina. Ali ovo nije rekao puno naglas.

P: Ipak, analogija Schrödingerove mačke uvijek se predstavlja kao čudna stvarnost koju moramo prihvatiti. Ne pokreće li koncept mnoge današnje ideje o teorijskoj fizici?

O: Tako je. Ljudi ne žele mijenjati Schrödingerovu jednadžbu, vodeći ih ka onome što se naziva interpretacijom kvantne mehanike “mnogih svjetova”.

P: Ta interpretacija kaže da se sve vjerovatnoće igraju negdje u paralelnim univerzumima?

O: Kaže se OK, mačka je nekako živa i mrtva u isto vrijeme. Da biste pogledali tu mačku, morate postati superpozicija [dvije države koje postoje istovremeno] od toga da vidite živu mačku i vidite mrtvu mačku. Naravno, čini se da to ne doživljavamo, pa fizičari moraju reći, pa, nekako, vaša svijest kreće jednim ili drugim putem, a da vi to ne znate. Doveli ste se do potpuno ludog gledišta. Uvedeni ste u ove stvari “mnogih svjetova”, koje nemaju nikakve veze s onim što zapravo opažamo.

P: Ideja o paralelnim univerzumima – mnogim svjetovima – je ideja veoma usredsređena na čoveka, kao da sve treba shvatiti iz perspektive onoga što možemo detektovati sa svojih pet čula.

O: Problem je u tome šta možete učiniti s tim? Ništa. Želite fizičku teoriju koja opisuje svijet koji vidimo oko sebe. To je ono što je fizika oduvijek bila: Objasnite šta svijet koji vidimo čini i zašto ili kako to čini. Kvantna mehanika mnogih svjetova to ne radi. Ili to prihvaćate i pokušavate to razumjeti, što čini mnogo ljudi, ili, poput mene, kažete ne – to je izvan granica onoga što nam kvantna mehanika može reći. Što je začudo vrlo neobična pozicija. Moje mišljenje je da kvantna mehanika nije baš u pravu i mislim da za to postoji mnogo dokaza. To jednostavno nisu direktni eksperimentalni dokazi u okviru trenutnih eksperimenata.

P: Generalno, ideje u teorijskoj fizici djeluju sve fantastičnije. Uzmi teoriju struna. Sve što govori o 11 dimenzija ili postojanju našeg svemira na gigantskoj membrani djeluje nadrealno.

O: Potpuno ste u pravu. I u određenom smislu, krivim kvantnu mehaniku, jer ljudi kažu, „Pa, kvantna mehanika je tako neintuitivna; ako vjerujete u to, možete vjerovati u sve što je neintuitivno. ” Ali, vidite, kvantna mehanika ima puno eksperimentalne podrške, tako da morate ići s puno nje. Dok teorija struna nema eksperimentalnu potporu.

P: Razumijem da ovu kritiku kvantne mehanike izlažete u svojoj novoj knjizi.

O: Knjiga se zove Moda, vjera i fantazija u novoj fizici svemira. Svaka od tih riječi označava glavnu ideju teorijske fizike. Moda je teorija struna; fantazija ima veze s raznim kosmološkim shemama, uglavnom inflatornom kosmologijom [što sugerira da se svemir eksponencijalno napuhao u malom djeliću sekunde nakon Velikog praska]. Velike ribe, to su stvari. Gotovo je svetogrdno ih napadati. A druga, još bogohulnija, je kvantna mehanika na svim nivoima – tako da je to vjera. Ljudi su nekako stekli stav da zaista ne možete dovesti u pitanje.

P: Prije nekoliko godina rekli ste da je gravitacija ono što razdvaja klasični svijet od kvantnog. Postoji li dovoljno ljudi koji postavljaju kvantnu mehaniku na ovakav test?

O: Ne, iako je nekako ohrabrujuće da ljudi uopće rade na tome. Nekad se o tome razmišljalo kao o nekoj vrtoglavoj, rubnoj aktivnosti koju su ljudi mogli raditi kad su ostarili i otišli u penziju. Pa, stara sam i penzionisana! Ali to se ne smatra središnjom, već glavnom aktivnošću, što je šteta.

P: Nakon Newtona, i opet nakon Einsteina, način na koji su ljudi razmišljali o svijetu promijenio se. Kada se riješi zagonetka kvantne mehanike, hoće li doći do nove revolucije u razmišljanju?

P: Teško je prognozirati. Ernest Rutherford rekao je da njegov model atoma [koji je doveo do nuklearne fizike i atomske bombe] nikada neće biti od koristi. Ali da, bio bih prilično siguran da će to imati ogroman utjecaj. Postoje stvari poput toga kako bi se kvantna mehanika mogla koristiti u biologiji. Na kraju će to napraviti ogromnu razliku, vjerojatno na sve vrste nezamislivih načina.

P: U svojoj knjizi Carev novi um postavili ste da svijest nastaje kvantnim fizičkim djelovanjima unutar ćelija mozga. Dvije decenije kasnije, da li ostajete pri tome?

O: Po mom mišljenju, svjesni mozak ne djeluje u skladu s klasičnom fizikom. Ne djeluje ni prema konvencionalnoj kvantnoj mehanici. Djeluje prema teoriji koju još uvijek nemamo. Ovo je pomalo glavom, ali mislim da je pomalo poput otkrića Williama Harveyja o cirkulaciji krvi. Otkrio je da mora cirkulirati, ali vene i arterije samo propadaju, pa kako bi krv mogla prelaziti s jedne na drugu? A on je rekao, “Pa to su sigurno male cijevi, i mi ih ne možemo vidjeti, ali one moraju biti tamo.” Nitko neko vrijeme nije vjerovao. Tako da se još uvijek nadam da ću pronaći tako nešto – neku strukturu koja čuva koherentnost, jer vjerujem da bi to trebalo biti tamo.

P: Kada fizičari konačno shvate srž kvantne fizike, kako mislite da će izgledati teorija?

O: Mislim da će biti lijepa.

Izvor: https://www.discovermagazine.com/the-sciences/discover-interview-roger-penrose-says-physics-is-wrong-from-string-theory

Šta je to kvantni um?

Kvantni um ili kvantna svijest je grupa hipoteza koje sugeriraju da klasična mehanika ne može objasniti svijest. Kaže da kvantno-mehanički fenomeni, poput preplitanja i superpozicije, mogu igrati važnu ulogu u funkciji mozga i objasniti svijest.

Tvrdnje da je svijest nekako kvantno-mehanička mogu se preklopiti s kvantnom mistikom, pseudoznanstvenim pokretom koji dodjeljuje natprirodne karakteristike raznim kvantnim fenomenima poput nelokalnosti i efekta promatrača.



Historija
Eugene Wigner razvio je ideju da kvantna mehanika ima neke veze sa radom uma. Predložio je da se talasna funkcija urušava zbog interakcije sa sviješću. Freeman Dyson tvrdio je da je “um, što se očituje sposobnošću donošenja izbora, u određenoj mjeri svojstven svakom elektronu.”

Drugi suvremeni fizičari i filozofi smatrali su ove argumente neuvjerljivim. Victor Stenger okarakterizirao je kvantnu svijest kao “mit” koji nema “nikakvu naučnu osnovu” koji bi “trebao zauzeti svoje mjesto zajedno s bogovima, jednorozima i zmajevima.”

David Chalmers argumentira protiv kvantne svijesti. Umjesto toga, raspravlja o tome kako se kvantna mehanika može povezati s dualističkom sviješću. Chalmers je skeptičan da bilo koja nova fizika može riješiti težak problem svijesti.

Pristup kvantnog uma
Bohm
David Bohm smatrao je kvantnu teoriju i relativnost kontradiktornim, što podrazumijeva temeljniji nivo u svemiru. Tvrdio je da su i kvantna teorija i relativnost ukazale na ovu dublju teoriju, koju je formulisao kao kvantnu teoriju polja. Ovaj temeljniji nivo predložen je da predstavlja nepodijeljenu cjelovitost i implicirani poredak, iz kojeg proizlazi eksplicirani poredak svemira kakav ga doživljavamo.

Bohmov predloženi implicitni poredak odnosi se i na materiju i na svijest. Sugerirao je da bi to moglo objasniti odnos između njih. Um i materiju vidio je kao projekcije u naš eksplicirani poredak iz osnovnog impliciranog poretka. Bohm je tvrdio da kada gledamo materiju, ne vidimo ništa što bi nam pomoglo da razumijemo svijest.



Bohm je razgovarao o iskustvu slušanja muzike. Vjerovao je da osjećaj pokreta i promjene koji čine naše glazbeno iskustvo proizlazi iz držanja neposredne prošlosti i sadašnjosti u mozgu. Glazbene note iz prošlosti prije su transformacije nego sjećanja. Bilješke koje su bile implicirane u neposrednoj prošlosti postaju eksplikativne u sadašnjosti. Bohm je ovo smatrao sviješću koja izranja iz impliciranog poretka.

Bohm je pokret, promjenu ili protok i koherentnost iskustava, poput slušanja muzike, vidio kao manifestaciju impliciranog reda. Tvrdio je da dokaze za to izvodi iz djela Jean Piaget-a o dojenčadi. Održao je ove studije kako bi pokazao da mala djeca uče o vremenu i prostoru jer imaju “čvrsto povezano” razumijevanje pokreta kao dijela impliciranog poretka. Uporedio je ovo čvrsto povezivanje s Chomskyjevom teorijom da je gramatika čvrsto povezana u ljudski mozak.

Bohm nikada nije predložio konkretno sredstvo kojim bi se njegov prijedlog mogao falsificirati, niti neuronski mehanizam putem kojeg bi se njegov “implicirani poredak” mogao pojaviti na način relevantan za svijest. Kasnije je surađivao na holonomskoj teoriji mozga Karla Pribrama kao modela kvantne svijesti.

Prema filozofu Paavu Pylkkänenu, Bohmova sugestija “prirodno vodi do pretpostavke da je fizički korelat procesa logičkog mišljenja na klasično opisivoj razini mozga, dok je osnovni proces razmišljanja na kvantno-teorijski opisivoj razini”.

Penrose i Hameroff

Teoretski fizičar Roger Penrose i anesteziolog Stuart Hameroff surađivali su u stvaranju teorije poznate kao Orchestrated Objective Reduction (Orch-OR). Penrose i Hameroff u početku su razvijali svoje ideje odvojeno, a kasnije su surađivali u proizvodnji Orch-OR-a početkom 1990-ih. Oni su svoju teoriju pregledali i ažurirali 2013. godine

Penroseov argument proizašao je iz Gödelovih teorema nepotpunosti. U svojoj prvoj knjizi o svijesti, Carev novi um (1989.), tvrdio je da iako formalni sistem ne može dokazati vlastitu dosljednost, Gödelove nedokazive rezultate dokazuju ljudski matematičari. Penrose je ovo shvatio da ljudski matematičari nisu formalni dokazni sustavi i ne pokreću računski algoritam. Prema Bringsjordu i Xiaou, ova linija razmišljanja temelji se na pogrešnoj dvosmislenosti o značenju računanja. U istoj je knjizi Penrose napisao: “Međutim, moglo bi se pretpostaviti da se negdje duboko u mozgu mogu naći ćelije pojedinačne kvantne osjetljivosti. Ako se to pokaže, kvantna mehanika će biti značajno uključena u aktivnost mozga . “

Penrose je utvrdio da je kolaps valne funkcije bio jedina moguća fizička osnova za neizračunljiv proces. Nezadovoljan njegovom slučajnošću, predložio je novi oblik kolapsa valne funkcije koji se događa izolirano i nazvao ga objektivnom redukcijom. Predložio je da svaka kvantna superpozicija ima svoj dio prostorno-vremenske zakrivljenosti i da kada se odvoje od više od jedne Planckove dužine postanu nestabilne i urušavaju se. Penrose je sugerirao da objektivna redukcija ne predstavlja slučajnost ni algoritamsku obradu, već neizračunljiv utjecaj u geometriji prostora i vremena iz kojeg proizlazi matematičko razumijevanje i, kasnije, svijest.

Hameroff je iznio hipotezu da bi mikrotubule bile pogodni domaćini za kvantno ponašanje. Mikrotubule se sastoje od dimernih podjedinica proteina tubulina. Svaki od dimera ima hidrofobne džepove koji su međusobno udaljeni 8 nm i mogu sadržavati delokalizirane pi elektrone. Tubulini imaju i druga manja nepolarna područja koja sadrže pi elektronskim bogatim indolskim prstenovima odvojenim za oko 2 nm. Hameroff je predložio da su ti elektroni dovoljno blizu da se zaplete. Prvobitno je pretpostavio da bi elektroni tubulinske podjedinice formirali Bose-Einsteinov kondenzat, ali to je diskreditirano. Zatim je predložio Frohlichov kondenzat, hipotetičko koherentno osciliranje dipolarnih molekula, ali i to je eksperimentalno diskreditirano.

Orch-OR je dao brojna lažna biološka predviđanja i nije prihvaćeni model fiziologije mozga. Drugim riječima, nedostaje veza između fizike i neuronauke. Na primjer, predloženu prevlast mikrotubula ‘A’ rešetke, prikladnije za obradu informacija, falsificirali su Kikkawa i sur., koji su pokazali da sve in vivo mikrotubule imaju ‘B’ rešetku i šav. Također je falsificirano predloženo postojanje spoja između neurona i glija stanica. Orch-OR je predvidio da koherentnost mikrotubula doseže sinapse putem dendritičnih lamelarnih tijela (DLB), ali De Zeeuw et al. dokazali da je to nemoguće pokazujući da su DLB udaljeni mikrometri od spojeva praznina.

  1. godine Hameroff i Penrose tvrdili su da otkriće kvantnih vibracija u mikrotubulama Anirban Bandyopadhyay iz Nacionalnog instituta za nauku o materijalima u Japanu u martu 2013 potvrđuje teoriju Orch-OR.

Iako su ove teorije iznesene u naučnom okviru, teško ih je odvojiti od ličnih mišljenja naučnika. Mišljenja se često zasnivaju na intuiciji ili subjektivnim idejama o prirodi svesti. Na primjer, Penrose je napisao,

moje vlastito gledište tvrdi da ne možete simulirati ni svjesne aktivnosti. Ono što se događa u svjesnom razmišljanju je nešto što nikako ne biste mogli pravilno oponašati računarom …. Ako se nešto ponaša kao da je svjesno, da li kažete da je svjesno? Ljudi se oko toga beskrajno svađaju. Neki bi ljudi rekli, ‘Pa, morate zauzeti operativni stav; ne znamo šta je svest. Kako prosuđujete je li osoba pri svijesti ili nije? Samo načinom na koji se ponašaju. Isti kriterij primjenjujete na računalo ili robota kojim upravlja računalo. ‘ Drugi bi ljudi rekli, “Ne, ne možete reći da nešto osjeća samo zato što se ponaša kao da nešto osjeća.” Moj pogled se razlikuje od oba. Robot se ne bi ni ponašao uvjerljivo kao da je bio svjestan, osim ako uistinu jest – što ja kažem da ne bi mogao biti, ako je u potpunosti računski kontroliran.

Penrose nastavlja,

Mnogo onoga što mozak radi možete raditi na računaru. Ne kažem da se sva akcija mozga potpuno razlikuje od onoga što radite na računaru. Tvrdim da su akcije svijesti nešto drugačije. Ne kažem da je i svijest izvan fizike – iako kažem da je to izvan fizike koju sada poznajemo …. Moja tvrdnja je da u fizici mora postojati nešto što još ne razumijemo, što je vrlo važno, i koja je neračunarskog karaktera. To nije specifično za naš mozak; to je tamo, u fizičkom svijetu. Ali obično igra potpuno beznačajnu ulogu. Morao bi biti na mostu između kvantnog i klasičnog nivoa ponašanja – tj. Tamo gdje dolazi kvantno mjerenje.



W. Daniel Hillis odgovorio je: “Penrose je počinio klasičnu grešku stavljajući ljude u središte svemira. Njegov argument je u osnovi da ne može zamisliti kako um može biti tako kompliciran kao što je bez uvođenja magičnog eliksira iz nekog novog principa fizike, pa stoga to mora uključivati. To je neuspjeh Penroseove mašte …. Istina je da postoje neobjašnjive, neobjašnjive stvari, ali nema razloga vjerovati da je složeno ponašanje koje vidimo kod ljudi na bilo koji način povezan sa neuobičajenim, neobjašnjivim stvarima. “

Lawrence Krauss također otvoreno kritizira Penroseove ideje. Rekao je, “Roger Penrose dao je mnoštvo novodobne municije za crackpots sugerirajući da bi u nekim temeljnim razmjerima kvantna mehanika mogla biti relevantna za svijest. Kad čujete izraz” kvantna svijest “, trebali biste biti sumnjičavi …. Mnogi ljudi sumnjaju da su Penroseovi prijedlozi razumni, jer mozak nije izolirani kvantno-mehanički sistem. “

Umezawa, Vitiello, Freeman
Hiroomi Umezawa i saradnici predložili su kvantnu teoriju polja memorije. Giuseppe Vitiello i Walter Freeman predložili su dijaloški model uma. Ovaj dijalog odvija se između klasičnog i kvantnog dijela mozga. Njihovi modeli kvantne teorije polja moždane dinamike bitno se razlikuju od Penrose-Hameroff teorije.

Pribram, Bohm, Kak
Holonomska teorija mozga Karla Pribrama (kvantna holografija) pozvala se na kvantnu mehaniku da bi objasnila um obradi višeg reda. Tvrdio je da je njegov holonomski model riješio problem vezanja. Pribram je surađivao s Bohmom u njegovom radu na kvantnim pristupima umu i pružio je dokaze o tome koliko je obrada u mozgu urađena u cjelini. Predložio je da bi naručena voda na površinama dendritične membrane mogla djelovati strukturiranjem Bose-Einsteinove kondenzacije podržavajući kvantnu dinamiku.

Stapp
Henry Stapp je predložio da se kvantni talasi smanjuju samo u interakciji sa sviješću. On tvrdi iz ortodoksne kvantne mehanike Johna von Neumanna da se kvantno stanje urušava kada posmatrač odabere jednu od alternativnih kvantnih mogućnosti kao osnovu za buduće djelovanje. Kolaps se, dakle, događa u očekivanju da se posmatrač pridruži stanju. Stappov rad povukao je kritike naučnika poput Davida Bourgeta i Danka Georgieva. Georgiev kritizirao je Stappov model u dva aspekta:



Stapp-ov um nema vlastitu talasnu funkciju ili matricu gustine, ali unatoč tome može djelovati na mozak pomoću operatora projekcije. Takva upotreba nije kompatibilna sa standardnom kvantnom mehanikom, jer se na bilo koju tačku u prostoru može povezati bilo koji broj sablasnih umova koji deluju na fizičke kvantne sisteme sa bilo kojim operatorom projekcije. Stappov model stoga negira “prevladavajuće principe fizike”.
Stappova tvrdnja da je kvantni Zenoov efekt robustan protiv dekoherentnosti okoline direktno je u suprotnosti sa osnovnom teoremom u kvantnoj teoriji informacija: da delovanje sa operaterima projekcije na matricu gustine kvantnog sistema može samo povećati Von Neumannovu entropiju.
Stapp je odgovorio na oba prigovora Georgieva.

David Pearce
Britanski filozof David Pearce brani ono što naziva fizikalističkim idealizmom (“nematerijalistički fizikalist tvrdi da je stvarnost u osnovi iskustvena i da je prirodni svijet iscrpno opisan jednadžbama fizike i njihovim rješenjima”) i pretpostavio je da su jedinstveni svjesni umovi fizička stanja kvantne koherencije (neuronske superpozicije). Prema Pearceu, ova je pretpostavka podložna falsificiranju, za razliku od većine teorija svijesti, a Pearce je izložio eksperimentalni protokol koji opisuje kako bi se hipoteza mogla testirati pomoću interferometrije materija-val za otkrivanje neklasičnih obrazaca interferencije neuronskih superpozicija na početku toplotne dekoherencija. Pearce priznaje da su njegove ideje “vrlo špekulativne”, “kontintuitivne” i “nevjerovatne”.

Izvor: Wiki

Da li je relativnost rješenje kvantnih zagonetki?

Od svojih početaka kvantna mehanika nije prestala da nas zadivljava svojom osobenošću, tako da ju je teško razumjeti. Zašto jedna čestica izgleda kao da prolazi kroz dvije pukotine istovremeno? Zašto umjesto konkretnih predviđanja možemo govoriti samo o evoluciji vjerojatnosti? Prema teoretičarima sa univerziteta u Varšavi i Oxfordu, najvažnija obilježja kvantnog svijeta mogu proizaći iz posebne teorije relativnosti, koja se do sada činilo da nema malo veze s kvantnom mehanikom.

Od dolaska kvantne mehanike i teorije relativnosti, fizičari su izgubili san zbog nekompatibilnosti ova tri koncepta (tri, jer postoje dvije teorije relativnosti: posebna i opća). Opšte je prihvaćeno da je opis kvantne mehanike najvažniji i da će se teorija relativnosti morati prilagoditi njoj. Dr Andrzej Dragan sa Fizičkog fakulteta Univerziteta u Varšavi (FUW) i prof. Artur Ekert sa Univerziteta u Oxfordu (UO) upravo su predstavili svoje obrazloženje dovodeći do drugačijeg zaključka. U članku “Kvantni princip relativnosti”, objavljenom u Novom časopisu za fiziku, oni dokazuju da karakteristike kvantne mehanike koje određuju njenu jedinstvenost i neintuitivnu egzotičnost – prihvaćene, štoviše, u vjeri (kao aksiomi) – mogu biti objašnjene u okviru posebne teorije relativnosti. Samo se treba odlučiti na određeni prilično neortodoksni korak.

Albert Einstein je posebnu teoriju relativnosti temeljio na dva postulata. Prvi je poznat kao Galilejev princip relativnosti (koji je, imajte na umu, poseban slučaj Kopernikovog principa). To kaže da je fizika ista u svakom inercijalnom sustavu (tj. Onom koji je ili u mirovanju ili u stalnom kretanju ravno). Drugi postulat, formuliran na osnovu čuvenog eksperimenta Michelson-Morley, nametnuo je zahtjev za konstantnom brzinom svjetlosti u svakom referentnom sistemu.

“Einstein je drugi postulat smatrao ključnim. U stvarnosti, ono što je presudno je princip relativnosti. Već 1910. Vladimir Ignatowski pokazao je da je samo na ovom principu moguće rekonstruirati sve relativističke pojave posebne teorije relativnosti. A upečatljivo jednostavno obrazloženje, vodeći direktno iz principa relativnosti ka relativizmu, također je 1992. godine predstavio profesor Andrzej Szymacha sa našeg fakulteta “, kaže dr Dragan.

Posebna teorija relativnosti je koherentna struktura koja omogućuje tri matematički ispravna tipa rješenja: svijet čestica koje se kreću subluminalnim brzinama, svijet čestica koje se kreću brzinom svjetlosti i svijet čestica koje se kreću superluminalnim brzinama. Ova treća opcija uvijek je odbačena kao da nema nikakve veze sa stvarnošću.

“Postavljali smo pitanje: šta se dešava ako – za sada bez ulaska u fizikalnost ili nefizikalnost rešenja – ozbiljno ne budemo dio posebne teorije relativnosti, već sve zajedno sa nadmoćnim sistemom? Očekivali bi paradokse uzroka-posljedica. U međuvremenu, vidjeli smo upravo da ovi efekti čine najdublje jezgro kvantne mehanike “, kažu dr Dragan i prof. Ekert.

U početku su oba teoretičara smatrala pojednostavljeni slučaj: prostor-vrijeme sa sve tri porodice rješenja, ali koji se sastoji od samo jedne prostorne i jedne vremenske dimenzije (1 + 1). Čini se da se čestica u mirovanju u jednom sistemu kreće superluminalnom brzinom u drugom, što znači da je i sama superluminoznost relativna.

U kontinuirano izgrađenom prostorno-vremenskom kontinuumu događaju se nedeterministički događaji prirodno. Ako u jednom sustavu u tački A postoji stvaranje superluminalne čestice, čak i potpuno predvidljive, emitirane prema tački B, gdje jednostavno nema podataka o razlozima emisije, tada sa stajališta promatrača u drugom sistemu događaji teku od tačke B do točke A, tako da počinju od potpuno nepredvidivog događaja. Ispada da se analogni efekti pojavljuju i u slučaju emisije subluminalnih čestica.

Oba su teoretičara također pokazala da se, uzimajući u obzir superluminalna rješenja, kretanje čestice na više putanja istovremeno pojavljuje prirodno, a opis tijeka događaja zahtijeva unošenje zbroja kombiniranih amplituda vjerojatnosti koje ukazuju na postojanje superpozicije stanja, pojava do sad povezana samo sa kvantnom mehanikom.

U slučaju prostor-vrijeme s tri prostorne dimenzije i jednom vremenskom dimenzijom (3 + 1), tj. koja odgovara našoj fizičkoj stvarnosti situacija je složenija. Princip relativnosti u svom izvornom obliku nije sačuvan – subluminalni i superluminalni sistem se razlikuju. Međutim, istraživači su primijetili da kada se princip relativnosti promijeni u oblik: “Sposobnost opisivanja događaja na lokalni i determinirajući način ne bi trebala ovisiti o odabiru inercijalnog referentnog sustava”, ograničava rješenja na one u koji svi zaključci iz razmatranja u (1 + 1) prostor-vremenu ostaju valjani.

“Primijetili smo, slučajno, mogućnost zanimljive interpretacije uloge pojedinih dimenzija. U sistemu koji promatraču izgleda superluminalno izgleda da neke prostorno-vremenske dimenzije mijenjaju njihove fizičke uloge. Samo jedna dimenzija superluminalne svjetlosti ima prostorni karakter – jedna duž koje se čestica kreće. Ostale tri dimenzije izgledaju kao vremenske dimenzije “, kaže dr Dragan.

Karakteristična karakteristika prostornih dimenzija je da se čestica može kretati u bilo kojem smjeru ili ostati u mirovanju, dok se u vremenskoj dimenziji uvijek širi u jednom smjeru (što svakodnevnim jezikom nazivamo starenjem). Dakle, tri vremenske dimenzije superluminalnog sistema s jednom prostornom dimenzijom (1 + 3) značile bi tako da čestice neminovno ostare tri puta istovremeno. Proces starenja čestice u superluminalnom sistemu (1 + 3), posmatran iz subluminalnog sistema (3 + 1), izgledao bi kao da se čestica kreće poput sfernog talasa, što bi dovelo do poznatog Huygensovog principa (svaka tačka na talasna fronta može se tretirati kao izvor novog sfernog talasa) i korpuskularno-valnog dualizma.

“Sva neobičnost koja se pojavljuje kada se razmatraju rješenja koja se odnose na sistem koji izgleda superluminalno ispada da nije ništa čudnije od onoga što je već općenito prihvaćena i eksperimentalno provjerena kvantna teorija. Naprotiv, uzimajući u obzir superluminalni sistem, moguće je – najmanje teorijski – da bi se iz postupaka kvantne mehanike izveli iz posebne teorije relativnosti, koje su obično prihvaćene kao posledica drugih, fundamentalnijih razloga “, zaključuje dr Dragan.

Gotovo stotinu godina kvantna mehanika čeka dublju teoriju da objasni prirodu svojih misterioznih pojava. Ako bi obrazloženje koje su iznijeli fizičari s FUW-a i UO-a prošlo test vremena, historija bi se okrutno rugala svim fizičarima. “Nepoznata” teorija koju su desetljećima tražili, objašnjavajući jedinstvenost kvantne mehanike, bila bi nešto što je poznato već od prvog rada kvantne teorije.

Izvor: Phys.org

Schrödingerova mačka

Schrödingerova mačka je misaoni eksperiment, ponekad opisan kao paradoks, koji je osmislio austrijski fizičar Erwin Schrödinger 1935. godine, iako je ideja potekla od Alberta Einsteina. To ilustrira ono što je vidio kao problem kopenhagenske interpretacije kvantne mehanike primijenjene na svakodnevne predmete. Scenarij predstavlja hipotetičku mačku koja može biti istovremeno i živa i mrtva, stanje poznato kao kvantna superpozicija, kao rezultat povezanosti na slučajni subatomski događaj koji se može dogoditi ili ne dogoditi.

Misaoni eksperiment je često predstavljen u teorijskim raspravama o interpretacijama kvantne mehanike, posebno u situacijama koje uključuju problem sa mjerenjem. Schrödinger je skovao termin Verschränkung (zapletenost) tokom razvijanja misaonog eksperimenta.

Schrödinger je svoj misaoni eksperiment zamislio kao diskusiju o članku EPR-a – nazvanom po svojim autorima Einstein, Podolsky i Rosen – 1935. godine. EPR članak naglasio je kontraintuitivnu prirodu kvantnih superpozicija, u kojima kvantni sistem poput atoma ili fotona može postojati kao kombinacija više stanja koja odgovaraju različitim mogućim ishodima.

Prevladavajuća teorija, nazvana interpretacijom iz Kopenhagena, kaže da kvantni sistem ostaje u superpoziciji sve dok ne djeluje na vanjski svijet ili ga ne promatra vanjski svijet. Kad se to dogodi, superpozicija se urušava u jedno ili drugo od mogućih definitivnih stanja. EPR eksperiment pokazuje da sistem s više čestica odvojenih velikim udaljenostima može biti u takvoj superpoziciji. Schrödinger i Einstein razmijenili su pisma o Einsteinovom članku o EPR-u, tokom kojeg je Einstein istaknuo da će stanje nestabilne bule baruta nakon nekog vremena sadržavati superpoziciju i eksplodiranih i neeksplodiranih stanja.

Da bi dodatno ilustrirao, Schrödinger je opisao kako se, u načelu, može stvoriti superpozicija u sistemu velikih razmjera, čineći ga ovisnim o kvantnoj čestici koja je bila u superpoziciji. Predložio je scenarij s mačkom u zaključanoj čeličnoj komori, pri čemu život ili smrt mačke ovisi o stanju radioaktivnog atoma, bilo da se raspada i emitira zračenje ili ne. Prema Schrödingeru, kopenhagenska interpretacija podrazumijeva da mačka ostaje i živa i mrtva dok ju neko ne promatra. Schrödinger nije želio promovirati ideju mrtvih i živih mačaka kao ozbiljnu mogućnost; naprotiv, namijenio je primjer da ilustrira apsurdnost postojećeg pogleda kvantne mehanike.

Međutim, od Schrödingerovog vremena fizičari su razvili i druge interpretacije matematike kvantne mehanike, od kojih neke smatraju mačkinu superpoziciju “živog i mrtvog stanja” sasvim stvarnom. Bez obzira da li se kutija, uređaj i mačka zapravo smatraju makroskopskim fizičkim objektima, razlikuje se u svrhi u kojoj se mislilo eksperiment koristi. Kada se koristi kao ilustrativni element u drugim misaonim eksperimentima, obično se smatra čisto metaforičnim sistemom da se izbjegne pitanje može li superpozicija trajati značajno u tako velikom obimu bez dekoherencije. Zamišljen kao kritika kopenhagenske interpretacije (prevladavajuća ortodoksija 1935.), Schrödingerov mačji eksperiment i dalje ostaje kamen temeljac za moderne interpretacije kvantne mehanike. Fizičari često koriste način na koji se svako tumačenje odnosi na Schrödingerovu mačku kao način ilustracije i uspoređivanja određenih osobina, snaga i slabosti svakog tumačenja.

Schrödinger je napisao / la:

Čak se mogu postaviti prilično smješni slučajevi. Mačka je stavljena u čeličnu komoru, zajedno sa sljedećim uređajem (koji mora biti zaštićen od direktne smetnje mačke): na Gegerovom brojaču nalazi se sitno malo radioaktivne tvari, tako malo, da je možda u toku sata kada se jedan od atoma raspada, ali isto tako, s jednakom verovatnoćom, možda i nijedan; ako se dogodi, brojač cijevi isprazni i putem releja pusti čekić koji razbija malu tikvicu cijanovodične kiseline. Ako je jedan cijeli sistem ostavio sebi sat vremena, rekli bi da mačka još živi ako se u međuvremenu ni nijedan atom ne raspadne. Prvo atomsko raspadanje otrovalo bi ga. Psi-funkcija čitavog sistema bi se izrazila time što bi živa i mrtva mačka bile pomiješane ili razmazane u jednakim dijelovima.

Tipično je za ove slučajeve da se neodređenost izvorno ograničena na atomsku domenu pretvara u makroskopsku neodređenost, koja se potom može riješiti izravnim promatranjem. To nas sprječava da naivno prihvatimo kao validan „zamagljeni model“ za predstavljanje stvarnosti. Sam po sebi, on ne bi utjelovio ništa nejasno ili kontradiktorno. Postoji razlika između drhtave fotografije i snimke oblaka i magle.

Schrödingerov čuveni misaoni eksperiment postavlja pitanje, “kada kvantni sistem prestaje postojati kao superpozicija stanja i kad postaje jedno ili drugo?” (Tehnički gledano, kada stvarno kvantno stanje prestaje biti netrivijalna linearna kombinacija stanja, od kojih svako nalikuje različitim klasičnim stanjima, i umjesto toga počinje imati jedinstveni klasični opis?). Ako mačka preživi, sjeća se samo žive . Ali objašnjenja EPR eksperimenata koja su u skladu sa standardnom mikroskopskom kvantnom mehanikom zahtijevaju da makroskopski predmeti, poput mačaka i bilježnica, nemaju uvijek jedinstvene klasične opise. Misaoni eksperiment ilustrira ovaj prividni paradoks. Naša intuicija kaže da nijedan promatrač ne može biti u mješavini stanja – ali mačka, čini se iz misaonog eksperimenta, može biti takva smjesa. Da li je mački potrebno da bude promatrač ili da li njeno postojanje u jednom dobro definiranom klasičnom stanju zahtijeva drugog vanjskog promatrača? Svaka alternativa djelovala je apsurdno Einsteinu, koji je bio impresioniran sposobnošću misaonog eksperimenta da istakne ta pitanja. U pismu Schrödingeru iz 1950. godine napisao je:

Vi ste jedini savremeni fizičar, pored Laue, koji vidi da se ne može zaobići pretpostavka stvarnosti, ako je samo jedan iskren. Većina njih jednostavno ne vidi kakvu rizičnu igru igraju sa stvarnošću – stvarnost kao nešto što je nezavisno od eksperimentalno utvrđenog. Njihovu interpretaciju, međutim, najelegantnije opovrgava vaš sistem radioaktivnog atoma + pojačalo + naboj pištolja u prahu + mačka u kutiji, u kojoj psi-funkcija sustava sadrži i mačku živu i raznesenu na komade. Nitko zaista ne sumnja da je prisustvo ili odsustvo mačke nešto nezavisno od čina opažanja.

Napominjemo da se naboj baruta ne spominje u Schrödingerovoj instalaciji, koja koristi Geigerov brojač kao pojačalo, a ugljikovodični otrov umjesto baruta. Barut je spomenut u Einsteinovoj originalnoj sugestiji Schrödinger-u, a Einstein ga je prenosio naprijed u ovu raspravu.

Interpretacije eksperimenta


Od Schrödingerovog vremena predložene su druge interpretacije kvantne mehanike koje daju različite odgovore na pitanja koja postavlja Schrödingerova mačka o tome koliko dugo traju superpozicije i kada (ili da li) propadaju.

Kopenhagenska interpretacija



Ova interpretacija kvantne mehanike je interpretacija iz Kopenhagena. U interpretaciji iz Kopenhagena, sistem prestaje biti superpozicija stanja i postaje jedno ili drugo kada se dogodi promatranje. Ovaj misaoni eksperiment otkriva činjenicu da priroda mjerenja ili promatranja nije dobro definirana u ovoj interpretaciji. Eksperiment se može protumačiti tako da sustav dok je zatvoren okvir istovremeno postoji u superpoziciji stanja “raspadnutog jezgra / mrtva mačka” i “neoplođeno jezgro / živa mačka”, i to samo kad se kutija otvori i promatranjem valna funkcijan se sruši u jedno od dva stanja.

Međutim, jedan od glavnih naučnika povezanih s interpretacijom iz Kopenhagena, Niels Bohr, nikada nije imao na umu propadanje valne funkcije uzrokovano promatračem, jer on valnu funkciju nije smatrao fizički stvarnom, već statističkim alatom; prema tome, Schrödingerova mačka nije mu predstavljala nikakvu zagonetku. Mačka bi bila mrtva ili živa mnogo prije nego što je svjesni promatrač otvorio kutiju. Analizom stvarnog eksperimenta utvrđeno je da je samo mjerenje (na primjer pomoću Geigerovog brojača) dovoljno za kolaps kvantne valne funkcije prije bilo kakvog svjesnog promatranja mjerenja, iako je valjanost njihovog dizajna osporavana. (Stav da se „opažanje“ zauzima kada čestica iz jezgre udari u detektor može se razviti u objektivne teorije kolapsa. Miselni eksperiment zahtijeva detektiranje „nesvjesnog promatranja“ kako bi se dogodio kolaps valnog oblika. Nasuprot tome, pristup mnogih svjetova negira da se kolaps ikad događa.)

Tumačenje mnogih svjetova i dosljedne historije

Hugh Everett je 1957. formulisao interpretaciju kvantne mehanike u mnogim svjetovima, koja ne izdvaja promatranje kao poseban proces. U tumačenju mnogih svjetova, i živa i mrtva stanja mačke ostaju nakon otvaranja kutije, ali su međusobno ukrašena. Drugim riječima, kad se otvori kutija, posmatrač i eventualno mrtva mačka razdvajaju se u promatrača koji gleda u kutiju sa mrtvom mačkom, a promatrač koji gleda kutiju sa živom mačkom. Ali budući da su mrtva i živa stanja dekoncentrirana, nema učinkovite komunikacije ili interakcije između njih.

Prilikom otvaranja okvira promatrač se zapetljava u mačku, pa se formiraju „posmatračka stanja“ koja odgovaraju mački da je živa i mrtva; svako promatračko stanje je zapleteno ili povezano s mačkom tako da “promatranje stanja mačke” i “stanje mačke” korespondiraju jedno s drugim. Kvantna dekoherencija osigurava da različiti ishodi nemaju međusobnu interakciju. Isti mehanizam kvantne dekoherencije važan je i za interpretaciju u smislu konzistentne istorije. Samo „mrtva mačka“ ili „živa mačka“ mogu biti dio dosljedne historije u ovom tumačenju. Smatra se da dekoherencija sprječava istovremeno opažanje više stanja.

Varijantu Schrödingerovog eksperimenta, poznatu kao mašina za kvantno samoubistvo, predložio je kosmolog Max Tegmark. Ona ispituje Schrödingerov eksperiment s mačkama s gledišta mačke i tvrdi da se pomoću ovog pristupa može razlikovati kopenhaška interpretacija i ona mnogih svijetova.

Ansambl interpretacija


Interpretacija ansambla kaže da supozicije nisu ništa drugo nego podsemenici veće statističke cjeline. Vektor stanja ne bi se primjenjivao na pojedinačne eksperimente na mačkama, već samo na statistiku mnogih sličnih pripremljenih pokusa na mačkama. Zagovornici ove interpretacije tvrde da to paradoks Schrödingerove mačke čini trivijalnom materijom, ili ne-pitanjem.

Ovo tumačenje služi za odbacivanje ideje da jedan fizički sistem u kvantnoj mehanici ima matematički opis koji mu na bilo koji način odgovara.

Relacijsko tumačenje


Relacijsko tumačenje ne čini fundamentalnu razliku između ljudskog eksperimentatora, mačke ili uređaja ili između animiranih i neživih sistema; svi su kvantni sistemi kojima vladaju ista pravila evolucije talasnih funkcija i svi se mogu smatrati “promatračima”. Ali relacijsko tumačenje omogućava da različiti promatrači mogu dati različite izvještaje o istom nizu događaja, ovisno o informacijama koje imaju o sustavu. Mačka se može smatrati posmatračem aparata; u međuvremenu, eksperiment se može smatrati drugim posmatračem sistema u okviru (mačka plus uređaj). Prije nego što se kutija otvori, mačka, po prirodi da je živa ili mrtva, ima informacije o stanju aparata (atom je propadao ili nije propadao); ali eksperimentator nema informacije o stanju sadržaja kutije. Na ovaj način, dva promatrača istovremeno imaju različite izvještaje o situaciji: Mački se činilo da „talasa“ talasna funkcija aparata; eksperimentatoru, čini se da je sadržaj kutije u superpoziciji. Sve dok se okvir ne otvori, a oba promatrača imaju iste informacije o onome što se dogodilo, čini se da se oba stanja sustava “urušavaju” u isti definitivni rezultat, mačka koja je ili živa ili mrtva.

Transakcijsko tumačenje


U transakcijskoj interpretaciji aparat emitira napredni val unatrag u vremenu, koji u kombinaciji s valom koji izvor emitira naprijed u vremenu formira stojeći val. Valovi se vide kao fizički stvarni, a aparat se smatra “posmatračem”. U transakcijskoj interpretaciji kolaps valne funkcije je “atemporal” i događa se duž cijele transakcije između izvora i aparata. Mačka nikad nije u superpoziciji. Umjesto toga, mačka je samo u jednom stanju u bilo kojem trenutku, bez obzira na to kad ljudski eksperimentator gleda u kutiju. Transakcijska interpretacija rješava ovaj kvantni paradoks.

Zeno efekti


Zeno efekt zna da uzrokuje kašnjenja u bilo kakvim promjenama od početnog stanja.

S druge strane, anti-zeno efekat ubrzava promjene. Na primjer, ako često zavirite u mačji okvir, možete uzrokovati odgađanja sudbonosnog izbora ili, obrnuto, ubrzati ga. I Zeno efekat i anti-Zeno efekat su stvarni i za koje se zna da se dešavaju sa stvarnim atomima. Kvantni sistem koji se mjeri mora biti snažno povezan s okolnim okruženjem (u ovom slučaju s aparatom, eksperimentalnom prostorom … itd.) Kako bi se dobili tačniji podaci. No, iako nema informacija koje su prenesene u vanjski svijet, smatra se kvazi-mjerenjem, ali čim se informacije o dobrobiti mačke prenose u vanjski svijet (zavirivanjem u okvir) kvazi- merenje se pretvara u mjerenje. Kvazi-merenja, poput merenja, uzrokuju efekte Zenova. Zeno efekti nas uče da bi čak i bez zavirivanja u kutiju mačkina smrt bila odgođena ili ubrzana zbog svog okruženja.

Objektivne teorije kolapsa


Prema objektivnim teorijama kolapsa, superpozicije se uništavaju spontano (bez obzira na vanjsko promatranje), kad se dostigne neki objektivni fizički prag (vremena, mase, temperature, nepovratnosti itd.). Tako bi se očekivalo da bi se mačka doselila u određeno stanje puno prije otvaranja kutije. To bi se moglo lagano izraziti kao “mačka promatra sebe” ili “okolina promatra mačku”.

Objektivne teorije kolapsa zahtijevaju modifikaciju standardne kvantne mehanike kako bi se omogućilo uništavanje superpozicija procesom evolucije vremena.

Prijave i testovi



Schrödingerova mačja kvantna superpozicija stanja i utjecaja okoline kroz dekoherenciju
Opisani eksperiment je čisto teorijski i nije poznato da je predloženi stroj konstruiran. Međutim, uspješni eksperimenti koji uključuju slične principe, npr. izvršena su superpozicije relativno velikih (po standardima kvantne fizike) objekata. Ovi eksperimenti ne pokazuju da se objekt veličine mačke može nanositi, ali već ih je gornja granica “stanja mačaka” pomaknula prema gore. U mnogim slučajevima stanje je kratkotrajno, čak i kada se ohladi na gotovo apsolutnu nulu.


Eksperiment koji uključuje superprevodni uređaj za kvantnu interferenciju (“SQUID”) povezan je s temom misaonog eksperimenta: “Stanje superpozicije ne odgovara milijardi elektrona koji teku jednim smjerom i milijardi drugih koji teče drugim putem. Superprevodni elektroni se kreću masovno. Svi supravodljivi elektroni u SQUID struji oba puta oko petlje odjednom kada su u Schrödingerovom mačjem stanju.
Izgrađen je piezoelektrični “tuning vilica”, koji se može staviti u superpoziciju vibrirajućeg i ne vibrirajućeg stanja. Rezonator sadrži oko 10 biliona atoma.
Predložen je eksperiment koji uključuje virus gripa.
Predložen je eksperiment koji uključuje bakteriju i elektromehanički oscilator.
U kvantnom računanju izraz “mačje stanje” ponekad se odnosi na stanje GHZ, pri čemu je nekoliko kubita u jednakom superpoziciji od svih 0 i svi su 1; npr.


Prema barem jednom prijedlogu, moguće je utvrditi stanje mačke prije nego što je promatrate.

Proširenja


Wignerov prijatelj varijanta eksperimenta sa dva ljudska promatrača: prvi vrši promatranje vidi li bljesak svjetlosti, a zatim svoje promatranje prosljeđuje drugom promatraču. Ovdje je pitanje: da li se valna funkcija “kolabira” kada prvi promatrač pogleda eksperiment, ili tek kad drugi promatrač bude obaviješten o opažanjima prvog promatrača?

U drugom su dodatku ugledni fizičari otišli toliko daleko da su sugerisali da su astronomi koji su 1998. promatrali tamnu energiju u svemiru možda “smanjili životni vijek” kroz pseudo-Schrödinger-ov scenarij za mačke, iako je to kontroverzno stajalište.

Dvije suprotne verzije stvarnosti mogu istovremeno postojati, pokazuje kvantni eksperiment

Dvije verzije stvarnosti mogu postojati istodobno, barem u kvantnom svijetu, prema novom istraživanju.

Naučnici su sproveli testove kako bi pokazali teorijsko pitanje fizike prvo postavljeno kao puki misaoni eksperiment prije par desetljeća.

U okviru koncepta, dva imaginarna znanstvenika smatraju se ispravnima, iako su došli do potpuno različitih zaključaka.

Demonstracija toga u praksi stoga dovodi u pitanje osnovna pitanja o fizici i sugerira da ne postoji takva stvar kao objektivna stvarnost.


Rezultati su objavljeni na arXiv, mjestu za istraživanje koje tek treba proći cjelovitu recenziju, britanski tim sa sjedištem na Univerzitetu Heriot-Watt.

Oni su krenuli da istražuju “Wignerov prijatelj”, nazvan po nobelovom nagrađivanom fizičaru Eugeniju Wigneru koji je došao 1961. godine, a koji je zasnovan na ideji da foton, odnosno čestica svetlosti, može postojati u dva moguća stanja.

Prema zakonima kvantne mehanike, ova „superpozicija“ znači polarizacija fotona – ili os na kojoj se vrti – istovremeno je i vertikalna i horizontalna.

Međutim, jednom kada jedan znanstvenik u izoliranoj laboratoriji izmjeri foton, otkriva da je polarizacija fotona fiksirana bilo vertikalno ili vodoravno.


Istovremeno, za nekoga ko je izvan laboratorije i nije svjestan rezultata, neizmjereni foton i dalje je u stanju superpozicije.

Uprkos ovim naizgled suprotstavljenim stvarnostima, obje su tačne.

U svojoj novoj studiji, fizičari su mogli eksperiment izvesti u stvarnost, koristeći stvarne fotone i mjernu opremu koja je stajala za Wignera i njegovog “prijatelja”.

Svojim rezultatima bili su u stanju potvrditi da su dvije stvarnosti koje je Wigner opisao istinite.

“Oboje možete potvrditi”, rekao je koautor studije dr Martin Ringbauer za Live Science, objašnjavajući kako ovaj zbunjujući koncept može napraviti skok sa teorije na stvarnost.

Teoretski napredak bio je potreban za formulisanje problema na način koji je eksperimentalno provjerljiv“, rekao je.

„Tada je eksperimentalnoj strani bilo potrebno razvoj događaja u kontroli kvantnih sistema da bi implementirao nešto takvo.“

Iako se eksperiment i njegovi rezultati mogu činiti svijetom – ili čak univerzumom udaljeni – od svakodnevnog života, on postavlja fizičarima duboka i uznemirujuća pitanja o prirodi stvarnosti.

„Naučna metoda se oslanja na činjenice, utvrđene ponovljenim mjerenjima i dogovorene univerzalno, nezavisno od toga ko ih je posmatrao“, napisao je tim u svom radu.

Uloga kvantne mehanike je opisati svijet u tako malom obimu da se konvencionalna pravila fizike ne primjenjuju. Ako se mjerenja iz ovog polja ne mogu smatrati apsolutnim, to bi moglo promijeniti način na koji disciplina funkcionira.


“Čini se da se, za razliku od klasične fizike, rezultati mjerenja ne mogu smatrati apsolutnom istinom, već ih se mora shvatiti u odnosu na posmatrača koji je izvršio mjerenje”, rekao je dr. Ringbauer.

“Priče koje pričamo o kvantnoj mehanici moraju se tome prilagoditi.”

Izvor: Independent

Istraživači su ostvarili kvantno pamćenje u objektima udaljenim više od 50 km

Dok kvantni računari mogu raditi zanimljive stvari bez namjenske memorije, memorija bi pružila veliku fleksibilnost u pogledu vrsta algoritama koje bi mogli pokrenuti i kako kvantni sistemi mogu komunicirati jedni s drugima i s vanjskim svijetom. Izgradnja kvantne memorije je izuzetno izazovna, jer i čitanje i pisanje iz nje moraju biti izuzetno efikasni i precizni, a memorija mora raditi nešto što je netipično za kvantne sisteme: držati svoje stanje za značajno vrijeme.

No ako riješimo probleme, kvantna memorija nudi prilično neobična svojstva. Proces pisanja u kvantnu memoriju vrlo je sličan procesu kvantne teleportacije, što znači da se memorija potencijalno može prenijeti između različitih računarskih sredstava. A budući da je uređaj za pohranu kvantni objekt, postoji mogućnost da se dva qubita memorije na različitim lokacijama mogu ispreplesti, u suštini delokalizirajući vrijednost qubita.


U demonstraciji tog obećanja, kineski su istraživači ugradili kvantnu memoriju u objektima udaljenim više od 20 kilometara. Zasebno su izveli i zapetljavanje s fotonima koji su prešli 50 kilometara optičkog kabla. Ali proces prijenosa i umetanja dolazi s nesretnom nuspojavom: traje toliko dugo da memorija u međuvremenu izgubi koherenciju.

Kvantni grad
Osnovni obrisi eksperimenta poprilično su jasni za postupak koji je pomalo mutan. Ovdje se koriste kubiti mali oblaci hladnih atoma (oko stotinu miliona atoma za svaki). Smješteni su u stanje u kojem se atomi ne razlikuju iz kvantne perspektive i tako se mogu tretirati kao jedan kvantni objekt. Budući da će se kvantno stanje rasporediti istovremeno po svim atomima, to pruža malo veću stabilnost od ostalih oblika kvantne memorije. Stanje atomskog oblaka čita se i piše pomoću fotona, a atomi se postavljaju u optičku šupljinu koja hvata ove fotone. To osigurava da fotoni imaju mnogo mogućnosti za interakciju s atomskim oblakom, povećavajući efikasnost operacija.

Kad se stanje memorije postavi fotonom pisanja, atomski kolektiv emitira drugi foton što ukazuje na uspjeh. Polarizacija ovog fotona sadrži podatke koji se odnose na stanje atoma, pa služi kao sredstvo za zapetljavanje memorije.

Nažalost, taj foton je na talasnoj dužini koja i nije baš korisna jer se teži gubljenju tokom prijenosa. Dakle, istraživači su žrtvovali malo efikasnosti za puno korisnosti. Koristili su uređaj koji pomiče valnu dužinu fotona s bliskog infracrvenog na valnu dužinu koja se koristi u standardnim komunikacijskim vlaknima. Oko 30 posto fotona izgubljeno je, ali preostali se mogu prenijeti s visokom učinkovitošću preko postojećih vlakana (pod uvjetom da se tamo postavi pravi hardver gdje vlakno završi).


Postoje gubici zbog filtriranja buke i uvlačenja fotona u vlakno, ali cijeli je proces efikasan preko 30 posto, za kraj. U ovom slučaju, dva kraja su bila udaljena 11 km, na Kineskom univerzitetu za nauku i tehnologiju i softverskom parku Hefei.

Autori su stvorili dva kbita kvantne memorije, generisali fotone iz oba i poslali te fotone zasebnim kablovima u Software Park. Tamo su fotoni poslani kroz uređaj koji im je onemogućavao razlikovanje, zapetljavanje. Pošto su oni zauzvrat bili isprepleteni s kvantnom memorijom koja ih je proizvela, dva qubita memorije su tada bila isprepletena. Dok su boravili u istom laboratoriju, geometrija vlakana mogla je biti proizvoljna – bila je ekvivalentna isprepletanju dva bita memorije koja su bila udaljena 22 km.

To je veliki korak u odnosu na prethodni rekord od 1,4 km.

Idite dugo
Kako bi malo rastegnuli stvari, istraživači su se tada okrenuli dugom kalem kabelu. Dva fotona poslana su niz kabel i potom manipulirana tako da je bilo nemoguće odrediti koji su put krenuli kablom. To ih je opet zbunjivalo, a time i uspomene koje su u prvi plan emitirale fotone. Proces je zahtijevao da se prati faza dolaznih fotona, što je znatno teže, a samim tim i smanjena je ukupna efikasnost.

Za vlaknastu stazu dugu 50 km, to je dovelo do prilično niske efikasnosti, i to između 10-4. Što znači da se vrijeme za postizanje posrnuća povećalo – u ovom slučaju preko pola sekunde. I to je problem, jer je tipični životni vijek qubita pohranjenog u ovoj memoriji 70 mikrosekundi, što je puno kraće od procesa zamicanja. Dakle, pristup definitivno spada u kategoriju “nije baš spremno za proizvodnju”.

I to je nesretno jer pristup otvara niz vrlo intrigantnih mogućnosti. Jedan je da bi širenje qubita kroz dva objekta ovom delokalizacijom moglo omogućiti da se izvede jedan kvantni proračun na udaljenim objektima – moguće u onima koji koriste različit hardver koji ima različite snage i slabosti. A istraživači napominju da postoji tehnika koja se naziva zamjena zamke koja može još više proširiti udaljenost između memorija-qubita – pod uslovom da se kubiti drže u svom stanju. Ali ako sve to uključi neku količinu pogreške, ta će se greška brzo nagomilati i učiniti čitavu stvar beskorisnom.


Ništa od ovoga ne bi smjelo umanjiti postignuća koja su ovdje prikazana, ali pokazuje koliko još uvijek moramo ići. Neučinkovitost koja se pojavljuje na svakom koraku procesa, svaki predstavlja poseban inženjerski i / ili fizički izazov s kojim se moramo suočiti prije nego što bilo što od toga bude primjenjivo u stvarnom svijetu.

Izvor: Nature

Čak i fizičari ne razumiju kvantnu mehaniku? – Sean Carroll

Još gore, izgleda da ne žele da ju razumiju.

“Mislim da sa sigurnošću mogu reći da niko zapravo ne razumije kvantnu mehaniku”, primijetio je fizičar i nobelovac Richard Feynman. To nije iznenađujuće. Nauka postiže napredak suočavajući se s našim nedostatkom razumijevanja, a kvantna mehanika ima reputaciju posebno tajanstvene.

Ono što iznenađuje je da se čini da su se fizičari pomirili da ne shvataju najvažniju teoriju koju imaju.

Kvantna mehanika koju je postepeno razvijala grupa sjajnih umova tokom prvih decenija 20. vijeka neverovatno je uspješna teorija. Treba nam da objasnimo kako atomi propadaju, zašto zvijezde sjaju, kako djeluju tranzistori i laseri i, po tom pitanju, zašto su stolovi i stolice čvrsti, a ne da se odmah sruše na pod.


Naučnici mogu sa sigurnošću koristiti kvantnu mehaniku. Ali smatra se crnom kutijom. Možemo uspostaviti fizičku situaciju i predvidjeti što će se sljedeće dogoditi i provjeriti do spektakularne tačnosti. Ono što mi n tvrdimo jest da razumijemo kvantnu mehaniku. Fizičari ne razumiju bolje vlastitu teoriju nego što tipični korisnik pametnih telefona razumije šta se događa unutar uređaja.

Postoje dva problema. Jedan je da se čini da kvantna mehanika, onako kako je šifrirana u udžbenicima, zahtijeva zasebna pravila o tome kako se kvantni objekti ponašaju kada ih ne gledaju i kako se ponašaju kad ih promatraju. Kad se ne gledaju, postoje u “superpozicijama” različitih mogućnosti, kao što su na bilo kojem od različitih mjesta u prostoru. Ali kad pogledamo, oni odjednom zalaze na samo jedno mjesto, a ponekad i tamo gdje ih vidimo. Ne možemo da predviđamo tačno koja će biti lokacija; najbolje što možemo učiniti je izračunati vjerojatnost različitih ishoda.

Čitava stvar je bezumna. Zašto su promatranja posebna? Što se uopće smatra “opažanjem”? Kada se to tačno događa? Treba li ga obavljati osoba? Je li svijest uključena u osnovna pravila stvarnosti? Zajedno su ta pitanja poznata kao “problem mjerenja” kvantne teorije.

Drugi problem je što se ne slažemo oko toga što kvantna teorija zapravo opisuje, čak i kada ne vrši mjerenja. Mi opisujemo kvantni objekt kao što je elektron u smislu “talasne funkcije”, koji prikuplja superpoziciju svih mogućih mjerenja u jedan matematički objekt. Kada se ne promatra, valne funkcije razvijaju se prema poznatoj jednadžbi koju je napisao Erwin Schrödinger.

Ali što je valna funkcija? Je li to cjelovit i sveobuhvatan prikaz svijeta? Ili su nam potrebne dodatne fizičke veličine da bismo potpuno uhvatili stvarnost, s tim da su Albert Einstein i drugi suspendirani? Ili funkcija valova uopće nema izravnu vezu s stvarnošću, već samo karakterizira naše osobno neznanje o tome što ćemo na kraju mjeriti u svojim eksperimentima?




Sve dok fizičari definitivno ne odgovore na ta pitanja, stvarno ne mogu reći da razumiju kvantnu mehaniku – pa tako i Feynmanov lament. Što je loše, jer je kvantna mehanika najosnovnija teorija koju imamo, stojeći kvadratno u središtu svakog ozbiljnog pokušaja formuliranja dubokih prirodnih zakona. Ako nitko ne razumije kvantnu mehaniku, nitko ne razumije i Svemir.

Tada biste prirodno pomislili da bi razumijevanje kvantne mehanike bio apsolutno najveći prioritet među fizičarima širom svijeta. Istraživanje temelja kvantne teorije trebalo bi biti glamur specijalnosti unutar polja, privlačiti najsjajnije umove, najviše plate i najprestižnije nagrade. Fizičari, zamislite, ne bi se zaustavili ni pred čim dok ne bi istinski razumjeli kvantnu mehaniku.

Stvarnost je upravo obrnuta. Malo modernih odjela za fiziku ima istraživača koji rade na razumijevanju osnova kvantne teorije. Naprotiv, studenti koji pokazuju zanimanje za temu nežno su, ali čvrsto – možda i ne tako nježno – upućeni da šute i računaju. Profesori koji budu zainteresovani mogli bi vidjeti kako im se nova za istraživanje uskraćuje, njihove kolege zamjeraju im da su izgubili zanimanje za ozbiljan rad.

To traje od 1930-ih, kada su fizičari kolektivno odlučili da ono što je važno nije razumijevanje same kvantne mehanike; Ono što je važno bilo je korištenje skupa ad hoc kvantnih pravila za izradu modela čestica i materijala. Poduhvat razumjevanja se smatrao nejasno filozofskim i nepobitnim. Jednog se podsjeća na Ezopovu lisicu koja je odlučila da će grožđe koje ne može dohvatiti vjerojatno biti kiselo i ionako nije za poželjeti. Fizičari odgojeni u modernom sustavu pogledat će vam u oči i objasniti sa svom iskrenosti da zapravo nisu zainteresirani za razumijevanje kako priroda zaista djeluje; samo žele uspješno predvidjeti ishode eksperimenata.

Takav stav možemo pratiti do zore moderne kvantne teorije. Dvadesetih godina prošlog vijeka desila se serija poznatih rasprava između Einsteina i Nielsa Bohra, jednog od osnivača kvantne teorije. Ajnštajn je tvrdio da se suvremene verzije kvantne teorije podižu na nivo kompletne fizičke teorije i da bismo trebali pokušati dublje kopati. Ali Bohr se osjećao drugačije, inzistirajući na tome da je sve u redu. Mnogo akademsko suradnički i retorički uvjerljiviji od Ajnštajna, Bohr je ostvario odlučujuću pobjedu, barem u bitci za odnose s javnošću.

Nisu svi bili sretni što je Bohrov pogled prevladao, ali ti su se ljudi obično sputavali ili bili udaljeni s terena. Pedesetih godina prošlog vijeka fizičar David Bohm, kojeg je Einstein navodio, predložio je genijalan način dogradnje tradicionalne kvantne teorije kako bi se rješio problem mjerenja. Werner Heisenberg, jedan od pionira kvantne mehanike, odgovorio je etiketiranjem teorije “suvišnom ideološkom nadgradnjom”, a Bohmov bivši mentor Robert Oppenheimer namignuo je: “Ako ne možemo opovrgnuti Bohma, moramo se složiti da ga ignoriramo.”

Otprilike u isto vrijeme, diplomski student po imenu Hugh Everett izmislio je teoriju “mnogih svjetova”, još jedan pokušaj da se riješi problem s mjerenjima, samo da bi ga ismijavali Bohovi branitelji. Everett čak nije ni pokušao ostati u akademiji, okrećući se obrambenoj analizi nakon što je diplomirao.




Novije rješenje problema s mjerenjima koje su predložili fizičari Giancarlo Ghirardi, Alberto Rimini i Tulio Weber nepoznato je većini fizičara.

Ove ideje nisu jednostavno “tumačenja” kvantne mehanike. To su legitimno različite fizičke teorije, s potencijalno novim eksperimentalnim posljedicama. Ali njih je većina zanemarila. Godinama je vodeći časopis za fiziku vodio eksplicitnu politiku da se radovi o osnovama kvantne mehanike odbacuju.

Naravno, postoji beskonačan broj pitanja zbog kojih bi se naučnici mogli odlučiti brinuti i moraju prioritizirati. Tijekom 20. stoljeća fizičari su zaključili da je za kvantnu mehaniku važnije da radi nego shvatiti kako funkcionira. I da budem iskren, dio njihovog rezonovanja bio je da je teško zapravo vidjeti put prema naprijed. Koji su se eksperimenti mogli učiniti koji bi mogli rasvijetliti problem s mjerenjima?

Situacija možda mijenja, iako postepeno. Sadašnja generacija filozofa fizike kvantnu mehaniku shvaća vrlo ozbiljno i učinili su presudno važan posao unoseći konceptualnu jasnoću u polje. Empirijski misleći fizičari shvatili su da se fenomen mjerenja može direktno ispitati dovoljno suptilnim eksperimentima. I napredak tehnologije doveo je do pitanja o kvantnim računalima i kvantnim informacijama. Zajedno, ovi bi trendovi mogli još jednom respektabilno razmisliti o osnovama kvantne teorije, kao što je to bilo ukratko u danima Ajnštajna i Bora.

U međuvremenu se ispostavilo da stvarnost zapravo može biti važna. Naši najbolji pokušaji da razumijemo fundamentalnu fiziku postigli su nešto zamagljeno, stihirano pakošću iznenađujuće novih eksperimentalnih rezultata. Naučnici su otkrili Higgsov bozon 2012. godine, ali to je bilo predviđeno 1964. Gravitacijski talasi trijumfalno su primijećeni 2015., ali predviđali su se stotinu godina prije. Teško je postići napredak kada podaci samo potvrđuju teorije koje imamo, umjesto da upućuju na nove.

Problem je u tome što, unatoč uspjehu naših trenutnih teorija u fitovanju podataka, i dalje nisu konačni odgovor jer su interno nedosljedne. Gravitacija se ne uklapa u okvir kvantne mehanike kao što to čine naše druge teorije. Eventualno je moguće – možda čak i potpuno razumno – zamisliti da nam nesposobnost razumijevanja same kvantne mehanike stoji na putu.

Nakon gotovo jednog stoljeća pretvaranja da razumijevanje kvantne mehanike nije ključan zadatak za fizičare, ovaj izazov moramo shvatiti ozbiljno.

Izvor: nytimes.com. , Autor: Sean Carroll