Прорыв в foundations of квантовой физики
23 июня в 10:30 научное сообщество узнало о значимом достижении в квантовой механике. Исследователи из Университета имени Генриха Гейне в Дюссельдорфе и Немецкого аэрокосмического центра доказали, что для описания квантовых явлений достаточно одних лишь действительных чисел — комплексные числа больше не являются обязательными. Работа, возглавляемая профессором Дагмар Брюсс, была опубликована в журнале Physical Review Letters (DOI: 10.1103/4k13-sdjh).
Для русскоязычного читателя важно отметить, что комплексные числа долгое время считались неотъемлемой частью квантовой теории, и этот результат может упростить понимание её основ.
Как менялись взгляды на математику квантового мира
Напомним, что основы квантовой механики заложили такие учёные, как Макс Планк, Нильс Бор и Эрвин Шрёдингер в начале прошлого века. Ещё в 2021 году вышло исследование, утверждавшее, что комплексные числа — единственно возможная база для стандартных постулатов физики. Однако новая работа опровергает эту точку зрения, предлагая альтернативный подход. Учёные разработали целый класс теорий, построенных исключительно на действительных числах.
«Обе математические модели дают абсолютно идентичные предсказания для любого воображаемого или реального физического эксперимента». Профессор Дагмар Брюсс
Это открытие способно серьёзно повлиять на будущие исследования в квантовой механике и на то, как проводятся научные эксперименты.
В рамках работы аспирант Педро Барриос Хита подготовил наглядную диаграмму, которая поясняет суть вопроса: возможна ли квантовая механика, использующая только действительные числа. Этот прогресс в понимании основ квантовой теории обещает новые горизонты как для физики, так и для математики, открывая дорогу для дальнейших разработок.
Данное достижение способно перевернуть наше представление о квантовой механике и её математическом аппарате. Замена комплексных чисел на действительные открывает свежие перспективы для теоретических изысканий и прикладных задач, что может затронуть такие технологии, как квантовые компьютеры и квантовая криптография. Будущие эксперименты либо подтвердят, либо опровергнут эти новые теории, оставляя вопрос об их практической реализации открытым.
В то время как новые подходы в квантовой механике открывают двери для дальнейших исследований, недавние эксперименты, проведенные в Оксфорде, демонстрируют возможности суперпозиции, что также подчеркивает важность математических основ в физике. Эти достижения могут существенно изменить наше понимание квантовых явлений и их применения в реальных условиях.