Квантовый эффект Зенона

квантовый эффект Зенона

Квантовый эффект Зенона – это интересный парадокс квантовой физики. Он гласит, что наблюдение какой-то квантовой системы предотвращает ее распад. И чем чаще происходит наблюдение, тем дольше система остается стабильной.

Классический парадокс Зенона

Название этого явление происходит от классического логического (и научного) парадокса. Впервые его сформулировал древний философ Зенон. В чем его суть? Представьте, что Вы пьете чай у себя в гараже. И вдруг у Вас возникла острая необходимость посчитать, сколько же шагов в длину имеет Ваше любимое помещение. Вы делаете шаг. Потом второй. Но по какой-то необъяснимой причине Вы вдруг уменьшаетесь в два раза. С подозрением поглядывая на пачку чая, которая стоит на полке, и которую Вам привезли друзья из Индии, Вы делаете еще один шаг. И еще раз уменьшаетесь вдвое. Очевидно, что Вы все же продвигаетесь вперед. Но с каждым шагом Ваш рост и, соответственно, длина Вашего шага уменьшаются в два раза. Вы продвигаетесь все медленнее и медленнее. И вскоре становится очевидно, что противоположной стены Вам никогда не достичь. В этом и состоит знаменитый парадокс Зенона. Вы двигаетесь. Вы приближаетесь к цели. Но никогда ее не достигнете.

В углу гаража Вы вдруг замечаете черепаху и какого-то бородатого мужика в сандалиях. Они смотрят на Вас с нескрываемой нежностью и машут платочками. И тут Вы просыпаетесь.

Квантовый эффект Зенона

Квантовый эффект Зенона впервые был сформулирован в 1977 году в статье «Парадокс Зенона в квантовой теории» (Журнал математической физики). Авторами статьи были физики Байдьянатх Мишра и Джорж Сударшан.

В статье описывается ситуация с радиоактивной частицей (или, как описано в оригинальной статье, «нестабильной квантовой системой»). Положения квантовой теории говорят о том, что существует определенная вероятность того, что эта частица (или «система») в течение определенного периода времени перейдет в состояние, отличное от того, в котором она находилась изначально.

Однако Мишра и Сударшан предложили сценарий, в котором повторное наблюдение частицы фактически предотвращает ее переход в новое состояние.

Как работает квантовый эффект Зенона

Физическое объяснение этого явления довольно сложная штука. Но давайте попробуем. Начнем с того, что будем думать о ситуации, как будто ничего необычного не происходит. То есть без квантового эффекта Зенона. Описанная выше «нестабильная квантовая система» имеет два состояния. Назовем их состоянием A (состояние без распада) и состоянием B (состояние с распадом).

Если за системой не наблюдают, то со временем ее состояние можно описать суперпозицией, состоящей и состояния A и состояния B. Причем вероятность нахождения в любом из этих состояний зависит от времени. Когда делается новое наблюдение, волновая функция, описывающая эту суперпозицию состояний, коллапсирует либо в состояние A, либо в B. Вероятность того, в какое состояние она коллапсирует, коррелирует с количеством прошедшего времени.

Это последняя часть, которая является ответом на вопрос – что же такое квантовый эффект Зенона? Если Вы выполните несколько наблюдений через короткие промежутки времени, вероятность того, что система будет находиться в состоянии A во время каждого измерения, будет значительно выше, чем вероятность того, что система будет в состоянии B. Другими словами, система, с большой долей вероятности, будет находится в первоначальном состоянии.

Как бы странно это ни звучало, но квантовый эффект Зенона был подтвержден экспериментально.

Эта статья впервые появилась на сайте Живой Космос. Подписывайтесь на наши каналы! телеграм                     пульс                    канал Дзен
Понравилась статья? Поделитесь ей в социальных сетях! Огромное спасибо!
Живой Космос