Výzkumníci prokázali klíčový mechanismus, který vysvětluje, jak fuzzy, pravděpodobnostní povaha kvantového světa ustupuje jasné, konzistentní realitě, kterou vnímáme. Studie potvrzuje, že shoda na objektivní realitě nevyžaduje dokonalá měření, ale vzniká přirozeně i z nepřesných pozorování – což podporuje teorii kvantového darwinismu.
Záhada klasické reality
Na kvantové úrovni existují částice v superpozici stavů až do okamžiku měření. Každodenní předměty se však zdají být určité, bez jakékoli kvantové neostrosti. Po celá desetiletí se fyzici snažili vysvětlit tento přechod od kvantové nejistoty ke klasické jistotě.
Hlavní vysvětlení navržené Wojciechem Zurekem v roce 2000 je kvantový darwinismus. Tato myšlenka naznačuje, že určité kvantové stavy jsou více „přizpůsobené“ k přežití ve svém prostředí – to znamená, že se efektivněji replikují prostřednictvím interakcí se svým prostředím. Pozorovatelé pak tyto dominantní stavy vnímají jako objektivní realitu. Pokud více pozorovatelů nezávisle pozoruje stejný replikovaný stav, shodují se na tom, co je „skutečné“.
Nepřesná pozorování stále vedou k dohodě
Nový výzkum Steva Campbella z University College Dublin a kolegů nyní ukázal, že i hrubá měření mohou vést k objektivní shodě. Tým přeformuloval problém jako problém kvantového snímání: kolik informací o vlastnostech objektu (jako je frekvence světla) je třeba shromáždit, abychom dosáhli určitého závěru.
Pomocí metriky zvané kvantová informační účinnost (QFI) vypočítali, jak efektivně mohou různá schémata měření detekovat objektivní vlastnost. Výsledky překvapivě ukázaly, že pozorovatelé provádějící nepřesná měření mohou při dostatku dat stále dospět ke stejným závěrům.
„Tupé měření může fungovat stejně dobře jako mnohem složitější,“ říká Gabriel Lundy z University of Rochester. “Toto je jeden způsob, jak vidět vznik klasicismu: když se fragmenty dostatečně zvětší, pozorovatelé začnou souhlasit i s jednoduchými měřeními.”
Důsledky a budoucí výzkum
Tento výzkum kombinuje teoretický kvantový darwinismus s praktickými kvantovými experimenty, což usnadňuje testování v reálných systémech. Diego Vishnyatsky z University of Buenos Aires poznamenává, že QFI, klíčový koncept v kvantové teorii informace, nebyl dříve aplikován na kvantový darwinismus, což potenciálně otevírá nové experimentální cesty.
G. Massimo Palma z univerzity v Palermu dodává, že jde sice o významný krok, ale pro další posílení teorie je třeba modelovat složitější systémy. Lundy a jeho tým již plánují experimenty s uvězněnými iontovými qubity, aby porovnali časový rámec pro vznik objektivity se známými kvantovými vlastnostmi qubitů.
Tento výzkum v podstatě ukazuje, že vznik klasické reality nespočívá v dokonalém pozorování, ale v obrovském množství interakcí s prostředím, které vybírají stabilní, reprodukovatelné kvantové stavy. Zjištění podporují myšlenku, že naše obecné vnímání objektivního světa není základní vlastností přírody, ale emergentním fenoménem.
