Ученые MIT обосновали квантовое поведение частиц с помощью классической физики

Ученые из Массачусетского технологического института представили работу, которая сближает квантовую и классическую физику. Они показали, что поведение частиц, обычно считающееся «странным» для квантового мира, можно описать с помощью математических подходов из классической физики.

Несмотря на развитие квантовых технологий, таких как вычисления и сенсоры, многие процессы на субатомном уровне остаются непонятными. Частицы там ведут себя иначе, чем объекты в привычном мире, поэтому исследователям часто приходится создавать новые теории.

Винфрид Ломиллер и Жан-Жак Слотин предложили иной подход. Они разработали математическую модель, которая позволяет получать те же результаты, что и уравнение Шрёдингера, но с использованием принципов классической физики. Это было продемонстрировано на примере нескольких явлений, включая эксперимент с двумя щелями и квантовое туннелирование.

Так, в опыте с двумя щелями классическая физика предполагает, что фотон проходит через одно отверстие. Однако на практике возникает интерференционная картина — чередование светлых и темных полос. Это объясняется тем, что частица как бы движется сразу по нескольким путям и интерферирует сама с собой, проявляя волновые свойства.

Ранее Ричард Фейнман отмечал, что для объяснения такого эффекта нужно учитывать все возможные траектории движения частицы. Авторы новой работы подошли иначе. Они исходили из идеи, что благодаря квантовой суперпозиции частица может двигаться по разным путям, и попытались описать это в рамках классической физики.

Вместо бесконечного числа траекторий ученые рассмотрели лишь «классические пути с наименьшим действием». Они опирались на уравнение Гамильтона—Якоби, согласно которому объект движется по траектории, где действие минимально на каждом участке пути.

Добавив в расчеты параметр плотности, исследователи модифицировали это уравнение и пришли к выводу, что в эксперименте с двумя щелями достаточно учитывать всего два возможных пути. Полученная волновая функция совпала с результатами, которые дает уравнение Шрёдингера.

Слотин пояснил, что ученые пришли к выводу о совпадении двух уравнений при определенных условиях расчета плотности и подчеркнул, что речь идет о математическом результате. По его словам, они не утверждают, что квантовые явления происходят на классическом уровне, а лишь показывают, что их можно описывать с помощью более простых классических инструментов.

Рекомендуем также:

1. ГИБДД начинает массовые проверки на дорогах: почему теперь будут внимательно изучать фары у каждого автомобиля
2. Фарш больше не жарю на сковороде — нашла способ вкуснее: сочные котлеты в тесте готовы всего за полчаса
3. Смешала творог, яйцо и сахар — и не ожидала такого эффекта: нежные шанежки исчезают со стола мгновенно
4. Желтые и сухие кончики у лука и чеснока — не случайность: что срочно нужно дать растениям, чтобы спасти урожай
5. Земные знаки окажутся в денежном потоке, а Огненные утонут в чувствах: большой гороскоп по стихиям на май 2026 года