Как квантовые эффекты проявляются в макромасштабах

Почему квантовая механика работает для микроскопических объектов, но макроскопические объекты описываются классической физикой? Этот вопрос беспокоил физиков с момента разработки квантовой теории более 100 лет назад.

Одно из существенных противоречий квантового и привычного мира заключается в том, что скорость обмена информацией может превышать скорость света. Из принятия этого положения следует практически философский вопрос: существуют ли физические величины независимо от того, наблюдаются ли они.

Между Альбертом Эйнштейном и Нильсом Бором вырос из этого горячий спор, который привел к ключевому принципу квантовой механики, так называемому «квантовому запутыванию», при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми. Такая взаимозависимость сохраняется, даже если эти объекты разнесены в пространстве. Работами Джона Белла в 1960-х годах положено начало экспериментальной проверке этого явления, но до сих пор это касалось лишь одной или небольшого числа частиц.

Сейчас создано устройство, которое позволяет установить корреляции между колебаниями 10 миллиардов кремниевых оптико-механических осцилляторов. Для регистрации влияния квантовых событий на физические использовалась фиксация изменения энергии фотонов и фононов. Оказалось, что фононы реагировали на воздействия фотонов в 80 % случаев, что превышает классический порог Белла, который равен 70 %.

Почти невероятно, но исследователям удалось повторить такой результат для квантово-механических осцилляторов, размер которых вплотную приблизился к границе макроскопической области. Они считают, что эксперимент заложил основу для возможности исследования границы между классической и квантовой физикой вплоть до объектов, видимых невооруженным глазом.

Источник: Phys.org