Учёные поставили под сомнение одну из основ квантовой механики

Новая работа немецких физиков показывает, что знаменитые мнимые числа могут быть не обязательным элементом квантовой механики. Исследователи предложили альтернативную математическую формулировку теории, которая использует только действительные числа и при этом даёт те же результаты, что и стандартная модель.

Учёные поставили под сомнение одну из основ квантовой механики

Квантовая механика уже более ста лет остаётся фундаментом современной физики. Именно она описывает поведение атомов, элементарных частиц и лежит в основе таких технологий, как полупроводники, лазеры и квантовые компьютеры. Однако одна из её особенностей всегда вызывала споры среди учёных — необходимость использования комплексных чисел, содержащих так называемую мнимую составляющую.

Такие числа появились в квантовой теории не случайно. Они позволяют математически описывать волновую природу частиц, интерференцию и другие эффекты, которые невозможно объяснить классической физикой. Именно благодаря комплексным числам физики получили инструменты для расчёта вероятностей и поведения квантовых систем.

Тем не менее вопрос о том, являются ли мнимые числа фундаментальной частью природы или всего лишь удобным математическим инструментом, остаётся открытым. В 2021 году группа исследователей даже представила работу, которая, как казалось, экспериментально подтверждала необходимость комплексных чисел для описания квантового мира.

Теперь учёные из Университета имени Генриха Хайне в Дюссельдорфе и Немецкого аэрокосмического центра решили заново проверить эти выводы. Проанализировав предпосылки исследования 2021 года, они пришли к выводу, что один из использованных постулатов был слишком ограничивающим.

Авторы новой работы предложили альтернативный подход, который позволяет построить квантовую теорию исключительно на действительных числах. По их словам, такая модель остаётся полностью эквивалентной традиционной квантовой механике и делает те же предсказания для любых возможных экспериментов.

Обе модели дают идентичные результаты для любого мыслимого эксперимента.

— объяснила руководитель исследования, профессор квантовой теории информации Дагмар Брусс.

Это не означает, что учебники по квантовой механике придётся срочно переписывать. Стандартная теория по-прежнему остаётся наиболее удобным и широко используемым способом описания микромира. Однако новая работа показывает, что мнимые числа могут быть не обязательным элементом квантовой реальности, а лишь одним из возможных математических языков её описания.

Если выводы подтвердятся дальнейшими исследованиями, это может изменить представления физиков о фундаментальной структуре квантовой теории и открыть новые подходы к её интерпретации.

Читайте также

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Волгоградские ученые начали испытания капсул «Дипиарон» от диабета и ожирения

Волгоградские ученые начали испытания капсул «Дипиарон» от диабета и ожирения

Почему ржавеет нержавейка?

Почему ржавеет нержавейка?

«Быстро поднятое упавшим не считается»: почему это ненаучно?

«Быстро поднятое упавшим не считается»: почему это ненаучно?

Пентагон рассекретил сообщение о загадочном чёрном НЛО, летевшем со скоростью 2900 км/ч

Пентагон рассекретил сообщение о загадочном чёрном НЛО, летевшем со скоростью 2900 км/ч

Найдена неопубликованная рукопись Шрёдингера, ставящая под сомнение случайность квантового мира

Найдена неопубликованная рукопись Шрёдингера, ставящая под сомнение случайность квантового мира

Учёные впервые испытали на людях генную терапию, способную омолодить клетки глаза

Учёные впервые испытали на людях генную терапию, способную омолодить клетки глаза

Птицы Москвы и Петербурга поют на разных диалектах

Птицы Москвы и Петербурга поют на разных диалектах

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Китай разрешил городские тесты роботакси Xpeng и СП Volkswagen/JAC

Китай разрешил городские тесты роботакси Xpeng и СП Volkswagen/JAC

Greenworks представила компактную дрель-шуруповёрт DD560 с защитой от отдачи

Greenworks представила компактную дрель-шуруповёрт DD560 с защитой от отдачи

Apple представила iPad mini 2026 с OLED-экраном и чипом A20 Pro — но есть нюанс

Apple представила iPad mini 2026 с OLED-экраном и чипом A20 Pro — но есть нюанс

У Земли может быть несколько лун одновременно — астрономы готовятся искать скрытые спутники

У Земли может быть несколько лун одновременно — астрономы готовятся искать скрытые спутники