
Гравитация вряд ли может быть причиной квантового коллапса, предполагает подземный эксперимент в итальянской Национальной лаборатории Гран-Сассо.
Один из величайших парадоксов квантовой физики, возможно, потерял свое ведущее объяснениеhttps://www.sciencemag.org/news/2020/09/one-quantum-physics-greatest-paradoxes-m...
Это один из самых странных постулатов квантовой теории: частица может находиться в двух местах одновременно, но мы видим ее только здесь или там. Учебники утверждают, что акт наблюдения частицы “коллапсирует” ее, так что она появляется случайным образом только в одном из двух своих местоположений. Но физики спорят о том, почему это происходит, если это действительно происходит. Теперь один из наиболее вероятных механизмов квантового коллапса—гравитация—потерпел неудачу.
Гипотеза гравитации восходит к венгерским физикам Каролихази Фригьесу в 1960-х и Лайошу Диоши в 1980-х гг. Основная идея состоит в том, что гравитационное поле любого объекта находится вне квантовой теории. Он сопротивляется тому, чтобы его помещали в неудобные комбинации или “суперпозиции” различных состояний. Поэтому, если частица сделана так, чтобы быть и здесь, и там, ее гравитационное поле пытается сделать то же самое—но поле не может долго выдерживать напряжение; оно коллапсирует и забирает частицу с собой.
Известный математик из Оксфордского университета Роджер Пенроуз отстаивал эту гипотезу в конце 1980-х годов, поскольку, по его словам, она устраняет антропоцентрическое представление о том, что само измерение каким-то образом вызывает коллапс. - Это происходит в физике, и не потому, что кто-то приходит и смотрит на это.”
Тем не менее, эта гипотеза казалась невозможной для исследования с помощью какой-либо реалистичной технологии, отмечает Диоси, теперь работающий в Исследовательском центре Вигнера и соавтор новой статьи. "В течение 30 лет меня всегда критиковали в моей стране за то, что я спекулировал на чем-то совершенно непроверяемом.”
Новые методы теперь делают это выполнимым. В новом исследовании Диоси и другие ученые искали один из многих способов, будь то гравитация или какой-то другой механизм, что квантовый коллапс проявит себя: частица, которая коллапсирует, будет отклоняться случайным образом, нагревая систему, частью которой она является. “Это как если бы вы дали пинок частице", - говорит соавтор исследования Сандро Донади из Франкфуртского института перспективных исследований.
Если частица заряжена, она будет излучать фотон излучения, когда она отклоняется. И несколько частиц, подверженных одному и тому же гравитационному толчку, будут излучать в унисон. ” У вас есть усиленный эффект",-говорит соавтор Кэтэлина Курчеану из Национального института ядерной физики в Риме.
Чтобы проверить эту идею, исследователи построили детектор из кристалла Германия размером с кофейную чашку. Они искали избыточные рентгеновские и гамма-излучения протонов в ядрах Германия, которые создают электрические импульсы в материале. Ученые выбрали именно эту часть спектра, чтобы максимально усилить эффект. Затем они завернули Кристалл в свинец и поместили его на 1,4 километра под землей в Национальной лаборатории Гран-Сассо в центральной Италии, чтобы защитить от других источников излучения. За 2 месяца 2014 и 2015 годов они увидели 576 фотонов, близкий к 506 ожидаемым от естественной радиоактивности, они сообщают сегодня в Nature Physics.