Ein Mensch, der in einer greifbaren Welt lebt, ist manchmal nicht in der Lage, sich die von der Quantenphysik beschriebenen Phänomene und Muster vorzustellen. Das Bewusstsein weigert sich, sie nicht als etwas Abstraktes wahrzunehmen, sondern als Realität, in der wir leben.
Ein Forscherteam der Arizona State University (ASU) hat versucht, ein klareres Verständnis dafür zu entwickeln, wie die vergängliche Quantenwelt in die vertraute Realität „fließt“, die von unseren Sinnen wahrgenommen wird.
In der klassischen Welt, in der wir leben, hat alles, was uns umgibt, bestimmte Eigenschaften, die gemessen und verglichen werden können: Größe, Gewicht, Farbe, Form, Textur. Die Quantenwelt ist die Welt der einfachen „Bausteine“. "der Materie - Atome und Elementarteilchen. Aber das meiste "Volumen" eines Atoms (etwa 99%) ist leerer Raum, "gefüllt" nur mit Energie.
Aus Sicht der Quantenwelt sind also sowohl wir selbst als auch alles, was um uns herum existiert, im Großen und Ganzen ein „leerer Ort“, und unsere Wahrnehmung der klassischen Welt ist „eine Frucht unserer Vorstellungskraft, geformt durch die Sinne“, so ASU-Professor David Ferry.
Seit mehr als einem Jahrhundert versuchen Wissenschaftler, das „missing link“zu finden, das die klassische und die Quantenwelt verbindet und den Übergang vom fast leeren Raum in eine vertraute Umgebung ermöglicht.
Die Ergebnisse eines Wissenschaftlerteams, die in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht wurden, basieren auf den Theorien des Quantendarwinismus und der Dekohärenz, die von Wojciech Zurek vom Los Alamos National Laboratory vorgeschlagen wurden.
Das Konzept der Dekohärenz beschreibt den Prozess des "Zusammenbruchs" vieler Quantenzustände in eine Art "weite Diaspora" oder Dispersion, wenn sie mit der Umwelt interagieren. Dekohärenz ist aus Sicht des Quantendarwinismus ein Prozess der „natürlichen Selektion“jener Quantenzustände, die nicht durch Kontakt mit der Umwelt gestört werden. Der endgültige, stabile Zustand, der den Dekohärenzprozess "überlebt" hat (" Zeigerzustand"), wird viele Male kopiert und kann auf makroskopischer Ebene beobachtet werden.
Experimentelle Bestätigung dieser Theorie wurde durch Beobachtung der sogenannten Quantenpunkte mit einem Rasterkraftmikroskop erh alten.
Stellen Sie sich einen Quantenpunkt als einen Billardtisch mit nur zwei Taschen vor, durch die die Kugel sowohl in den Tisch eintreten als auch ihn verlassen kann. Ohne Reibung könnte der Ball an den Seiten abprallen, bis er einen Weg nach draußen findet (dies ist der Zustand, der durch Dekohärenz „abgeschirmt“ist). Es gibt aber auch Flugbahnen, die den Ball niemals zum Ausgang führen werden (Zeigerzustand). Einer der Unterschiede zwischen der klassischen Physik, die das Verh alten von Billardkugeln beschreibt, und der Physik der Quantenwelt besteht darin, dass ein Elektron sich selbst durch eine Potentialbarriere „tunneln“kann, während eine Kugel durch eine Tasche auf einen Billardtisch rollt kann keine isolierte Flugbahn erreichen.
Die Zunahme der Amplitude von Elektronenwellenfunktionen entlang einer solchen „isolierten Flugbahn“wird von Forschern als „vernarbte“Wellenfunktion bezeichnet. Stellen Sie sich für eine experimentelle Messung dieser "Narben" vor, dass wir nicht sehen können, was auf dem Billardtisch passiert, aber wir können die Bälle zählen, die davon geflogen sind - tatsächlich messen wir den Strom durch den Quantenpunkt.
Sich wiederholende Strukturen in einem Quantenpunkt wurden von den Forschern als mehrfache Kopien desselben Zeigerzustands interpretiert, der eine Dekohärenz erfahren hat.
Ferry sagt, die Ergebnisse seien nur ein kleiner Schritt, um zu verstehen, wie der Übergang von der Quantenwelt zur klassischen stattfindet. Der Quantendarwinismus ist eine der Hypothesen, die versuchen zu erklären, was wirklich auf der Grundlage der physikalischen Realität vor sich geht.
