Квантовая механика и общая теория относительности по-разному описывают время. Первая считает его внешним параметром, вторая — частью гибкой ткани пространства-времени. Международная группа физиков под руководством Николы Бортолотти из Центра исследований и музея Энрико Ферми в Риме решила проверить, что произойдет, если связать коллапс волновой функции с гравитацией.

Изображение - ChatGPT

В стандартной квантовой механике волновая функция коллапсирует при измерении. В моделях спонтанного коллапса, появившихся в 1980-х годах, этого не требуется: система переходит в определенное состояние сама по себе. Такие модели отличаются от обычных интерпретаций тем, что предсказывают физические эффекты, которые можно измерить.

Бортолотти и его коллеги рассмотрели две модели: Диоси-Пенроуза, где гравитация заставляет систему коллапсировать, и модель непрерывной спонтанной локализации. Впервые удалось количественно связать вторую модель с гравитационными флуктуациями пространства-времени.

Расчеты показали неожиданный результат. Если эти модели верны, время должно обладать очень малой собственной неопределенностью. Иными словами, существует фундаментальный предел того, насколько точно можно измерить время в принципе. Это не значит, что часы начнут сбиваться. Предсказанный эффект настолько слаб, что даже самые точные атомные часы, существующие сегодня или ожидаемые в обозримом будущем, не смогут его заметить. Современные технологии измерения времени полностью защищены от этого эффекта.

Физики в лаборатории впервые создали лёд при 2357 °C, существующий в недрах Урана и Нептуна 

Работа затрагивает одну из главных нерешенных проблем физики — как объединить квантовую механику и гравитацию. В квантовой механике время не зависит от изучаемой системы, а в общей теории относительности пространство и время меняются под воздействием массы и энергии. Из-за этого несоответствия физики десятилетиями ищут более глубокую теорию.

Новые результаты показывают, что модели коллапса могут содержать подсказки о том, как квантовая физика, гравитация и время связаны между собой. Поскольку эти модели предсказывают измеримые эффекты, отличающиеся от стандартной квантовой механики, сверхточные эксперименты в будущем смогут проверить, описывают ли они что-то реальное.