Fizicienii au propus recent modificări ale celebrului paradox al pisicii lui Schrödinger, care ar putea ajuta la explicarea de ce particulele cuantice pot exista în mai multe stări simultan, care nu mai este valabil în cazul obiectelor mari (cum ar fi Universul).
Fizica este un domeniu complex și fascinant care încearcă să înțeleagă legile fundamentale care guvernează universul nostru. Două dintre cele mai influente și de succes teorii în acest domeniu sunt teoria relativității a lui Einstein și mecanica cuantică. Teoria Relativității, formulată de Albert Einstein la începutul secolului al XX-lea, revoluționează înțelegerea noastră despre spațiu, timp și gravitație. Această teorie constă din două părți principale: relativitatea specială și relativitatea generală. Relativitatea specială descrie în esență comportamentul obiectelor care se deplasează cu viteze apropiate de viteza luminii, în timp ce relativitatea generală explică gravitația ca curbura spațiu-timp datorită prezenței masei și energiei. Pe de altă parte, mecanica cuantică este o teorie care descrie comportamentul particulelor subatomice, cum ar fi electronii și fotonii. Spre deosebire de fizica clasică, se presupune că aceste particule pot exista în stări suprapuse, ceea ce înseamnă că pot ocupa mai multe stări simultan. De exemplu, un electron poate fi atât undă, cât particulă, până când este observat. Adică, atunci când se face o măsurătoare, sistemul cuantic colapsează într-una dintre aceste stări, dând o valoare precisă pentru observabilul măsurat.
Problema apare atunci când se încearcă unificarea acestor două teorii într-o singură descriere coerentă a universului. Într-adevăr, relativitatea și mecanica cuantică par să nu fie de acord în mai multe puncte cruciale. De exemplu, mecanica cuantică prezice existența unor stări suprapuse, în timp ce relativitatea generală descrie un univers în care obiectele au poziții și viteze bine definite. În plus, mecanica cuantică folosește un cadru probabilist pentru a descrie comportamentul particulelor, în timp ce relativitatea se bazează pe ecuații deterministe pentru a descrie dinamica spațiu-timp.
Paradoxul pisicii lui Schrödinger ilustrează perfect această incompatibilitate. În acest scenariu faimos, o pisică se află într-o cutie cu un dispozitiv care poate declanșa eliberarea unei otravi, ucigând astfel pisica. Conform mecanicii cuantice, atâta timp cât cutia este închisă, pisica se află într-o stare de superpoziție, atât vie cât și moartă. Numai atunci când cutia este deschisă și pisica este observată este determinată starea acesteia. Totuși, acest lucru contrazice intuiția clasică că pisica nu poate fi nici vie, nici moartă, ci trebuie să fie într-o singură stare, bine definită.
Pentru a încerca să reconcilieze aceste două perspective aparent contradictorii, de curând, o echipă de fizicieni a propus o modificare a ecuației Schrödinger, care se află în centrul mecanicii cuantice. Această modificare, prezentată într-un articol publicat în Journal of High Energy Physics, sugerează că sistemele cuantice colapsează spontan la intervale regulate, dobândind astfel valori definite pentru mărimile observate. Cu alte cuvinte, în loc să rămână într-o stare suprapusă la nesfârșit, particulele cuantice ajung să „alege” o anumită stare în mod aleatoriu și spontan.
Imaginați-vă că priviți lumea prin două lentile diferite. Pe de o parte, aveți lentila mecanicii cuantice, care vă permite să vedeți lumea particulelor subatomice, unde lucrurile pot fi în mai multe stări simultan, cîntr-un fel de dans probabilistic. Pe de altă parte, aveți lentila relativității generale a lui Einstein, care vă oferă o imagine la scară largă a universului, unde obiectele urmează traiectorii deterministe bine definite, precum planetele care orbitează în jurul unei stele. Aceste două viziuni asupra lumii par adesea să se contrazică. Mecanica cuantică ne spune că lucrurile pot fi neclare și incerte, în timp ce relativitatea generală ne spune că totul este precis și definit. Este un pic ca și cum ai încerca să amesteci ulei și apă: pur și simplu nu pare posibil.
Ca parte a acestei noi lucrări, fizicienii s-au gândit atunci: ce se întâmplă dacă, în loc să vedem lucrurile fie ca fiind neclare sau precise, am găsi o modalitate de a fi ambele în același timp, dar la scări diferite? Aici intervine modificarea ecuației Schrödinger. Această modificare sugerează că sistemele cuantice, precum particulele subatomice, pot colapsa spontan la intervale regulate, alegând astfel o stare specifică dintr-o multitudine de posibilități. Acest lucru le oferă un fel de „ghiont” către o anumită stare, ceea ce îi face mai consecvenți cu viziunea noastră clasică asupra lumii la scară largă guvernată de relativitatea generală.
Altfel spus, această modificare a ecuației Schrödinger permite particulelor cuantice să treacă de la o stare neclară și incertă la o stare precisă și definită în timp, fără a fi nevoie de o observație externă pentru a o provoca. Acest lucru ar explica de ce nu vedem obiecte macroscopice în stări stranii suprapuse, ci mai degrabă în stări bine definite, observabile. Este ca și cum am găsit o modalitate de a îmbina cele două lentile împreună pentru a obține o imagine mai clară și mai coerentă a lumii din jurul nostru. Desigur, mai este mult de lucru pentru a testa această idee și pentru a vedea dacă într-adevăr este corectă, dar reprezintă o perspectivă incitantă, care ne-ar putea ajuta să înțelegem mai bine misterele universului.
