Як відомо, у світі елементарних частинок існують парадокси, які неможливо пояснити за допомогою звичайної логіки. Як світло, наприклад, може бути частинкою і хвилею водночас? Або як одна й та сама частинка може знаходитися у різних місцях одночасно? Фізик-теоретик Говард Вайсман з Університету Гріффіта у Брісбейні (Австралія) та його колеги запропонувати несподіваний спосіб розв’язання таких парадоксів. За їхнім підходом, квантові властивості з’являються там, де перетинаються паралельні світи, у кожному з яких діють класичні, ньютонівські закони. «Це фундаментальний відхід від попередніх інтерпретацій», - коментує Вайсман. Стаття з описом наукової гіпотези вийшла у журналі Physical Review X.
Деякі з дивних явищ квантового світу, зокрема існування об'єкта у багатьох станах водночас, можна пояснити, припустивши існування багатьох паралельних світів.
Слід зазначити, що подібні ідеї з’являлися вже раніше. Зокрема, у 1950-х американський фізик Г’ю Еверет ІІІ, навпаки, запропонував розглядати «наш» світ класичних взаємодій як похідний від багатьох квантових світів. Еверет, однак, розглядає ці світи так, ніби вони існують незалежно один від одного і взагалі не взаємодіють між собо.
Новизна підходу Вайсмана полягає в тому, що він не просто постулює існування паралельних реальностей, але й їх співдію між собою. У кожній з цих реальностей діють закони фізики Ньютона. Коли ж вони починають впливати один на одного, з’являються феномени, які зазвичай приписують квантовому мікросвіту.
У статті в Physical Review X науковці описують математичні моделі походження квантових явищ із класичних. Одним із парадоксів квантового світу, який годі пояснити за допомогою ньютонівських законів, є явище тунелювання, яке полягає в тому, що частинка долає потенційний бар’єр, величина якого перевищує її кінетичну енергію. У моделі Вайсмана, коли два класичних світи, кожен зі свого боку, наближаються до енергетичного бар’єру, швидкість одного з них починає збільшуватися, а інший, навпаки, «відскакує» назад. Це дозволяє частинці із першого світу проскочити крізь, здавалось, непрохідний енергетичний бар’єр.
За допомогою взаємодії класичних світів команда Вайсмана пояснює і інші квантові явища. Вони розглядають, для прикладу, як взаємодія 41 класичного світу породжує явище квантової інтерференції, продемонстроване за допомогою експерименту «двох щілин Юнга», що підтвердив подвійну – корпускулярно-хвильову – природу світла.
Однак чимало запитань ще залишаються без відповіді. Як визнав сам Вайсман, «ми ще далекі від того, щоб дати відповіді на всі питання, які випливають з природи квантових явищ». Нерозгаданим залишається, зокрема, явище сплутаних квантових станів, яке полягає в тому, що частинки на відстані зберігають зв’язок між собою, і змін властивостей однієї з них веде до автоматичного настроювання властивостей іншої.
Вайсман стверджує, що сподівається залучити інших дослідників до пошуку відповіді, які сили діють між паралельними світами і чи потребує їхня взаємодія якихось попередніх умов. «Мене мотивує пошук несуперечної теорії, яка б пояснила природу квантових явищ за допомогою класичного інструментарію», - каже науковець.
Наступним кроком команди дослідників має стати напрацювання способів, як їхню теорію можна перевірити на практиці. Адже жодна абстрактна модель не може претендувати на істинність без емпіричної перевірки.
Зреферував Євген Ланюк