Квантова революція. Фізики довели можливість опису мікросвіту без уявних чисел

Такого несподіваного висновку дійшли фізики з Університету імені Генріха Гайне в Дюссельдорфі у співпраці з Німецьким аерокосмічним центром.

Читайте также: Політичні розправи, а не релігійні звичаї. Вчені запропонували несподіване пояснення кривавого ритуалу інків

У своїй новій праці, опублікованій у престижному науковому журналі Physical Review Letters, дослідники продемонстрували, що класичні квантові процеси можна повноцінно сформулювати, використовуючи лише дійсні числа.

Квантова механіка, заснована на початку минулого століття такими видатними вченими, як Макс Планк, Нільс Бор та Ервін Шредінгер, традиційно спирається на комплексні числа. У цій математичній конструкції квантовий стан описується через дві координати: амплітуду(дійсна частина) та фазу(уявна частина). Тривалий час вважалося, що без уявних чисел неможливо описати мікроскопічні явища — від дифракції частинок і квантового тунелювання до заплутаності й когерентності, які сьогодні є основою для створення квантових комп’ютерів та надсучасних систем зв’язку. Дослідження 2021 року навіть стверджувало, що комплексні числа є безальтернативною базою для стандартних постулатів фізики.

Читайте также: Секрети собору. Біля Нотр-Дама знайшли римську монету та кераміку з таємничими позначками

Проте професорка Дагмар Брюсс та її аспірант Педро Барріос Хіта вирішили перевірити обмеження попередніх теорій. Вони виявили, що один із загальноприйнятих постулатів щодо структури квантових систем є надто жорстким. Запропонувавши фізично обґрунтовану альтернативу для формалізації взаємодії частинок, науковці розробили клас теорій, які базуються виключно на дійсних числах, але при цьому залишаються експериментально невіддільними від стандартної квантової механіки.

За словами професорки Брюсс, обидві математичні моделі дають абсолютно ідентичні передбачення для будь-якого уявного або реального фізичного експерименту. Це означає, що уявні числа не є фундаментальною необхідністю для всесвіту, а лише зручним обчислювальним інструментом, який відтепер можна замінити альтернативними дійсними формулюваннями без жодних втрат для точності науки.

Читайте также: Тиша перед бурею. Над Північним полюсом знайшли новий тип космічної погоди