вбивця когерентності

Макроскопічний світ виникає з мікроскопічного в результаті декогерентизации квантових суперпозиційних станів і їх перетворення в класичні (змішані). Причиною втрати когерентності є неминуче взаємодія квантових систем зі своїм оточенням. Чим сильніша взаємодія, тим швидше пропадає когерентність. У кожному конкретному випадку вплив середовища можна певною мірою послабити: знизити температуру, щоб було поменше фононів; відгородитися від електромагнітних хвиль спеціальним екраном і т. п.

Але існує джерело декогерентизации, усунути який не можна в принципі. Це – фонове гравітаційне випромінювання, що дісталося нам у спадщину від Великого Вибуху. Від нього ні за яким екраном не сховаєшся. З математичної точки зору вплив такого гравітаційного оточення на фізичну систему випливає з рівнянь Ейнштейна, згідно з яким метрика простору-часу впливає на систему допомогою тензора енергії-імпульсу останньої. З теорії ефективного поля в наближенні Борна-Маркова слід проста формула для швидкості гравітаційно-індукованої декогерентизации суперпозиції двох квантових станів: G=(kBT/ħ)[(E1-E2)/EP]2, де E1 і E2 – енергії цих станів, kB – стала Больцмана, ħ – стала Планка, T ~ 1 К – температура космічного гравітаційного фону, EP = (ħc5/G)1/2 ~ 1028 ев – планковская енергія (тут c – швидкість світла, G – постійна всесвітнього тяжіння). Наприклад, якщо ми розглянемо систему масою ~ 1 м, складається з атомів з різницею між енергіями порушеної та основного рівнів ~ 1 ев, то для суперпозиції станів “всі атоми незбуджені” і “всі атоми порушені” отримаємо G ~ 102 с-1, тобто декогерентизация такої системи відбувається за час t ~ 10-2 сек. Із зростанням числа атомів N величина t зменшується пропорційно N-2. Якщо ж взяти накладення основного і збудженого станів одного-єдиного атома, то для неї швидкість гравітаційної декогерентизации виявляється надзвичайно низькою, G ~ 10-45 сек-1. Таким чином, навіть якщо за помахом чарівної палички зникнуть всі інші декогерентизирующие фактори, всюдисуща гравітація не допустить існування макроскопічного Шредингеровского Кота, а от для когерентності наномасштабных об’єктів гравітаційне поле великої загрози не представляє.

За матеріалами статті
M. P. Blencowe, Phys. Rev. Lett. 111,021302 (2013).

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *