Разве каждая частица во Вселенной не имеет какой-либо формы измерения, происходящей в любой момент времени? [дубликат]

То, что вы описываете, — это процесс, известный как декогеренция : любое взаимодействие квантовой системы с окружающей средой (например, с фотонами или другими частицами, проходящими мимо, и, да, наиболее вероятное взаимодействие через гравитацию, хотя у нас нет теории, чтобы полностью описать это еще) потенциально может разрушить его подлинно квантовую природу, превратив квантовые суперпозиции в простые классические статистические суперпозиции. Этот процесс действительно представляет собой первую половину измерения, а вторая половина представляет собой считывание результата, которое сводит оставшуюся статистическую суперпозицию к одному результату.

Но декогерентность — это не мгновенный процесс «все или ничего»: она прогрессивна во времени, и чем слабее взаимодействие между системой и ее окружением, тем медленнее она будет декогерентизироваться. Когда мы на самом деле проводим измерение, мы намеренно делаем так, чтобы взаимодействие было достаточно сильным, и ждем достаточно долго, чтобы произошла полная декогерентизация, чтобы можно было получить результат. Но между преднамеренными измерениями мы можем сделать так, чтобы декогерентность была настолько слабой, что ею можно было бы пренебречь, по крайней мере, на время эксперимента, так что эволюция была бы (почти) действительно квантовой. Это относительно легко, скажем, для отдельных атомов при очень низкой температуре, но становится все труднее и труднее, чем больше система (например, создание квантовых компьютеров с достаточным количеством кубитов является хорошо известным и очень реальным препятствием). На практике,

Эта тема тоже доставила мне неприятности. Фундаментальной основой для ответа на него является рассмотрение декогеренции .

По сути, любое взаимодействие в квантовой механике приводит к ожидаемому согласованному результату, который возникает при взаимодействии двух частиц. Часто это приводит к запутыванию их состояний. Если бы мы сконструировали частицы с известным предыдущим состоянием, мы можем делать утверждения о состоянии частиц (например, вероятностные утверждения об импульсе или спине).

Однако что, если мы не знаем никакой информации об одной из частиц? Что, если оно пришло извне? Таким образом, мы ничего не знаем о государстве. Лучшее, что мы можем сделать, это говорить о его состоянии как о случайной величине и применять статистику. Результатом является функция плотности, показывающая вероятность того, что наша тестируемая частица находится в любом заданном состоянии.

Проделайте это достаточное количество раз с частицами, состояние которых является независимым и одинаково распределенным (IID), и «квантовость» частицы начнет исчезать. По мере увеличения числа взаимодействий начинает применяться центральная предельная теорема, и дисперсия прогнозируемого результирующего состояния уменьшается. В конце концов, когда дисперсия становится достаточно низкой, мы начинаем говорить, что частица «измерена» и что ее состояние соответствует ожидаемому значению.

Это, конечно, относительно новая точка зрения. Первоначально измерение использовалось для объяснения того, как необычный квантовый мир может взаимодействовать с «классическим» миром и, в частности, с классическими существами, такими как мы, люди. Это привело к известным интерпретациям квантовой механики. Декогеренция - еще один способ объяснить этот эффект. Вместо того, чтобы предлагать философски совершенное измерение одной из интерпретаций, она предлагает статистический процесс, предел которого совпадает с предсказанными результатами других интерпретаций.

Интерес может представлять концепция слабых измерений . Слабые измерения предназначены для обеспечения некоторых измерений при сохранении большей части квантовой когерентности.

Не всякое взаимодействие является измерением или коллапсом волновой функции. Когда свет отражается от зеркала, фазовая информация сохраняется. Поскольку каждый отдельный фотон попадает в зеркало и рассеивается на электроне, фотон не попадает в зеркало только в одной точке и не взаимодействует только с одним электроном. Вместо этого каждый отдельный фотон попадает во все зеркало и взаимодействует со всеми электронами в зеркале. Другими словами, в силу принципа неопределенности взаимодействие представляет собой суперпозицию взаимодействий с каждым электроном в зеркале. Эта неопределенность предохраняет волновую функцию фотона от коллапса.

Та же концепция применима и к другим коллективным процессам, включая путешествие фотона в пространстве, независимо от того, плоское оно или искривленное под действием силы тяжести. Если фотону разрешено двигаться по любой траектории, то фотон проходит их все одновременно с разной вероятностью и поэтому действует как волна. В этом случае траектория фотона в пространстве представляет собой суперпозицию всех возможных траекторий. Поэтому гравитация не коллапсирует волновую функцию фотона (по крайней мере, вдали от черных дыр).

Кроме того, некоторые частицы имеют малую вероятность взаимодействия, например нейтрино, которые могут летать по Вселенной, как по практически пустому пространству. Кроме того, гипотетические частицы темной материи могут вообще не взаимодействовать друг с другом, кроме как посредством гравитации, в то время как гравитационные взаимодействия почти всегда будут коллективным процессом, описанным выше, который не приведет к коллапсу волновой функции.

Наука занимается предсказанием практических результатов. Однако ваш вопрос кажется довольно гипотетическим. Независимо от того, да или нет, в любом случае, похоже, нет никакой практической разницы. Наконец, квантовая механика сама по себе не описывает вселенную в целом. Это требует, чтобы квантовая гравитация рассматривала пространство-время как функцию, а не набор независимых переменных, и эффективно превращала этот мир в проекцию. Таким образом, на ваш вопрос нельзя дать полный ответ, пока не будет разработана квантовая гравитация.