Уравнение Шрёдингера царствовало век. MIT нашёл классическую формулу, которая делает то же самое... только еще проще
NewsMakerКвантовая механика и классическая физика воевали долго. Оказывается, всё это время они были союзниками.
Физики из MIT предложили способ по-новому посмотреть на одну из самых старых границ в науке - границу между классической и квантовой физикой. Обычно эти две области описывают мир на совсем разных языках. Классическая физика хорошо работает там, где тела движутся по понятным траекториям и подчиняются привычной интуиции. Квантовая механика начинается там, где частицы ведут себя странно: могут проходить сразу по нескольким путям, интерферировать сами с собой и подчиняться правилам, которые плохо укладываются в обычные представления о движении. Авторы новой работы не говорят, что эта граница исчезла. Они показывают другое: часть квантовых эффектов можно получить через инструменты классической физики, если правильно задать математическую схему.
Именно этим работа и интересна. Долгое время классическую и квантовую физику воспринимали как два разных способа описывать реальность, которые сходятся по результатам лишь в некоторых частных случаях, но не переходят друг в друга напрямую. В классической картине у частицы обычно есть одна траектория, а в квантовой приходится работать с вероятностями, волновыми функциями и суперпозицией состояний. Из-за этой разницы казалось, что между двумя теориями лежит не просто технический разрыв, а более глубокая математическая пропасть. Физики из MIT попытались показать, что по крайней мере для части задач эта пропасть не так велика, как казалось.
Работу выполнили Винфрид Ломмиллер и Жан-Жак Слотин из лаборатории нелинейных систем MIT. Они показали, что при определенной постановке задачи классическое уравнение Гамильтона-Якоби приводит к тем же результатам, что и уравнение Шрёдингера , которое лежит в основе квантовой механики. Авторы проверили этот подход на нескольких известных примерах, включая опыт с двумя щелями и квантовое туннелирование.
Проще всего смысл работы увидеть на опыте с двумя щелями. В непрозрачной перегородке делают два узких отверстия и направляют на них, например, одиночные фотоны. Если смотреть на задачу с точки зрения классической физики, частица должна пройти либо через левую щель, либо через правую. Тогда на экране за перегородкой возникла бы картина, похожая на сумму двух независимых потоков. Но в реальном эксперименте появляются чередующиеся светлые и темные полосы. Такая интерференционная картина показывает, что простого объяснения через один выбранный маршрут здесь недостаточно.
Физики из MIT предложили способ по-новому посмотреть на одну из самых старых границ в науке - границу между классической и квантовой физикой. Обычно эти две области описывают мир на совсем разных языках. Классическая физика хорошо работает там, где тела движутся по понятным траекториям и подчиняются привычной интуиции. Квантовая механика начинается там, где частицы ведут себя странно: могут проходить сразу по нескольким путям, интерферировать сами с собой и подчиняться правилам, которые плохо укладываются в обычные представления о движении. Авторы новой работы не говорят, что эта граница исчезла. Они показывают другое: часть квантовых эффектов можно получить через инструменты классической физики, если правильно задать математическую схему.
Именно этим работа и интересна. Долгое время классическую и квантовую физику воспринимали как два разных способа описывать реальность, которые сходятся по результатам лишь в некоторых частных случаях, но не переходят друг в друга напрямую. В классической картине у частицы обычно есть одна траектория, а в квантовой приходится работать с вероятностями, волновыми функциями и суперпозицией состояний. Из-за этой разницы казалось, что между двумя теориями лежит не просто технический разрыв, а более глубокая математическая пропасть. Физики из MIT попытались показать, что по крайней мере для части задач эта пропасть не так велика, как казалось.
Работу выполнили Винфрид Ломмиллер и Жан-Жак Слотин из лаборатории нелинейных систем MIT. Они показали, что при определенной постановке задачи классическое уравнение Гамильтона-Якоби приводит к тем же результатам, что и уравнение Шрёдингера , которое лежит в основе квантовой механики. Авторы проверили этот подход на нескольких известных примерах, включая опыт с двумя щелями и квантовое туннелирование.
Проще всего смысл работы увидеть на опыте с двумя щелями. В непрозрачной перегородке делают два узких отверстия и направляют на них, например, одиночные фотоны. Если смотреть на задачу с точки зрения классической физики, частица должна пройти либо через левую щель, либо через правую. Тогда на экране за перегородкой возникла бы картина, похожая на сумму двух независимых потоков. Но в реальном эксперименте появляются чередующиеся светлые и темные полосы. Такая интерференционная картина показывает, что простого объяснения через один выбранный маршрут здесь недостаточно.