(Phys.org) — Is verstrengeling echt nodig om de fysieke wereld te beschrijven, of is het mogelijk om een ​​of andere post-kwantumtheorie te hebben zonder verstrengeling?

In een nieuwe studie, natuurkundigen hebben wiskundig bewezen dat elke theorie die een klassieke limiet heeft - wat betekent dat het onze waarnemingen van de klassieke wereld kan beschrijven door de klassieke theorie onder bepaalde omstandigheden te herstellen - verstrengeling moet bevatten. Dus ondanks het feit dat verstrengeling indruist tegen de klassieke intuïtie, verstrengeling moet een onvermijdelijk kenmerk zijn van niet alleen de kwantumtheorie, maar ook van elke niet-klassieke theorie, zelfs degenen die nog moeten worden ontwikkeld.

de fysici, Jonathan G. Richens aan het Imperial College London en University College London, John H. Selby aan het Imperial College London en de Universiteit van Oxford, en Sabri W. Al-Safi aan de Nottingham Trent University, hebben een paper gepubliceerd waarin verstrengeling wordt vastgesteld als een noodzakelijk kenmerk van elke niet-klassieke theorie in een recent nummer van Fysieke beoordelingsbrieven .

"De kwantumtheorie heeft veel vreemde kenmerken in vergelijking met de klassieke theorie, "Richens vertelde" Phys.org . "Traditioneel bestuderen we hoe de klassieke wereld voortkomt uit het kwantum, maar we wilden deze redenering omkeren om te zien hoe de klassieke wereld het kwantum vormt. Daarbij laten we zien dat een van de vreemdste kenmerken, verstrikking, is totaal niet verwonderlijk. Dit suggereert dat veel van de schijnbare vreemdheid van de kwantumtheorie een onvermijdelijk gevolg is van het verder gaan dan de klassieke theorie, of misschien zelfs een gevolg van ons onvermogen om de klassieke theorie achter te laten."

Hoewel het volledige bewijs zeer gedetailleerd is, het belangrijkste idee erachter is eenvoudigweg dat elke theorie die de werkelijkheid beschrijft zich in zekere mate als de klassieke theorie moet gedragen. Deze eis lijkt vrij duidelijk, maar zoals de natuurkundigen laten zien, het legt sterke beperkingen op aan de structuur van elke niet-klassieke theorie.

De kwantumtheorie voldoet aan deze eis van het hebben van een klassieke limiet door het proces van decoherentie. Wanneer een kwantumsysteem interageert met de buitenomgeving, het systeem verliest zijn kwantumcoherentie en alles wat het kwantum maakt. Het systeem wordt dus klassiek en gedraagt ​​zich zoals verwacht door de klassieke theorie.

Hier, de natuurkundigen laten zien dat elke niet-klassieke theorie die de klassieke theorie herstelt, verstrengelde toestanden moet bevatten. Om dit te bewijzen, ze veronderstellen het tegenovergestelde:dat zo'n theorie geen verstrengeling heeft. Dan laten ze zien dat zonder verstrikking, elke theorie die de klassieke theorie herstelt, moet de klassieke theorie zelf zijn - in tegenspraak met de oorspronkelijke hypothese dat de theorie in kwestie niet-klassiek is. Dit resultaat houdt in dat de veronderstelling dat een dergelijke theorie geen verstrengeling heeft onjuist is, wat betekent dat elke theorie van deze soort verstrengeling moet hebben.

Dit resultaat is misschien nog maar het begin van vele andere verwante ontdekkingen, omdat het de mogelijkheid opent dat andere fysieke kenmerken van de kwantumtheorie kunnen worden gereproduceerd door simpelweg te eisen dat de theorie een klassieke limiet heeft. De natuurkundigen verwachten dat kenmerken als informatiecausaliteit, beetje symmetrie, en macroscopische lokaliteit kan allemaal worden aangetoond dat ze voortkomen uit deze ene vereiste. De resultaten geven ook een duidelijker beeld van wat eventuele toekomstige niet-klassieke, post-kwantumtheorie eruit moet zien.

"Mijn toekomstige doelen zouden zijn om te zien of Bell-niet-lokaliteit eveneens kan worden afgeleid uit het bestaan ​​van een klassieke limiet, "Zei Richens. "Het zou interessant zijn als alle theorieën die de klassieke theorie vervangen, het lokale realisme zouden schenden. Ik ben ook bezig om te zien of bepaalde uitbreidingen van de kwantumtheorie (zoals interferentie van hogere orde) kunnen worden uitgesloten door het bestaan ​​van een klassieke limiet, of als deze limiet nuttige beperkingen oplegt aan deze 'post-kwantumtheorieën'."

© 2017 Fys.org