Деякі із найбільш карколомних властивостей квантової фізики – наприклад, коли об’єкт здатний перебувати одночасно у кількох станах – можна пояснити існуванням численних «паралельних світів».

Дивна поведінка квантового світу, де об’єкти можуть одночасно існувати у двох місцях, а світло має властивості і частинки і хвилі, може виникати внаслідок взаємодій між багатьма «паралельними» звичайними світами, каже нам нова теорія.
«Це фундаментальний відхід від попередніх інтерпретацій квантового світу»,– каже Говард Вайзман, квантовий фізик-теоретик із Університету Гріффіта у Брісбейні, Австралія, який разом зі своїми колегами описав цю ідею у Physical Review X.
Теоретики намагалися пояснити квантові механізми через безліч різних математичних систем. Одна із найдавніших інтерпретацій розглядає класичний світ як щось, що виникає із одночасного існування численних квантових. Проте таких підхід «численних світів», вперше названий американським вченим Хью Евереттом ІІІ у 1950х, ґрунтується на тому, що світи можуть розгалужуватися незалежно один від одного і не взаємодіють між собою взагалі.
Натомість, група Вайзмана розглядає багато світів, що взаємно зіштовхуються і називає це принципом «багатьох світів, які взаємодіють між собою». У кожному окремому світі панують правила класичної ньютонівської фізики. Проте разом, внаслідок взаємодії, із цих світів постають такі феномени, які фізики зазвичай приписують квантовому світу.

Перевірка гіпотези

Автори зробили математичну модель того, як саме з такої взаємодії можуть виникати квантові феномени. Скажімо, один із добре відомих прикладів квантової поведінки – здатність частинок проходити крізь енергетичний бар’єр, який у класичному світі вони подолати самостійно не можуть. Вайзман каже, що за його сценарієм, коли два класичні світи наближаються до енергетичного бар’єру з будь-якого боку, один із них збільшує свою швидкість, а другий відбивається назад. Таким чином, активніший світ проскочить крізь неподоланний бар’єр так само, як це роблять частинки у феномені квантового тунелювання.
Фізики описують і деякі інші приклади квантових феноменів, які, з їх слів, можна пояснити взаємодією багатьох світів. Наприклад, вони підрахували, як із 41 такого світу може виникнути квантова інтерференція, помітна у відомому експерименті подвійної щілини, коли світло поводиться або як частинка, або як хвиля.
Проте попереду ще багато роботи. «Ми в жодному разі не відповіли на усі питання, які може охопити такий зсув»,– каже Вайзман. Серед іншого, він і його колеги досі не знайшли відповідь на деякі непрості задачі – наприклад, як саме їх теорія багатьох світів, що взаємодіють, може пояснити феномен сплутаних квантових станів, де частинки, розділені певною відстанню, все одно пов’язані своїми властивостями.

Подвійний підхід

Вайзман каже, що сподівається долучити інших дослідників до вирішення таких питань, як визначення типів сил для виникнення взаємодії між світами, і чи потрібні таким світам певні початкові умови для неї взагалі. «Мене мотивує пошук захопливої теорії дійсності, яка відтворює квантові феномени природним шляхом», – каже вчений.
Чарлз Себенс, фізик-філософ із Університету Мічигану в Енн-Арбор каже, що його надзвичайно вразив новий підхід. Він незалежно розробив подібні ідеї, яким дав парадоксальну назву Ньютонівської квантової механіки. По суті, Себенс і група Вайзмана внаслідок різних підходів прийшли до спільної головної думки. «Вони дають дуже приємний аналіз окремих феноменів, як енергія основного стану та квантове тунелювання – я кажу про можливість і симетрію на більш глибокому рівні, – каже Себенс. – Я вважаю, що разом вони зробили гарну роботу у презентації цієї неймовірно цікавої нової ідеї». Себенс написав статтю із описом свого підходу, яка має з’явитися у виданні Philosophy of Science.
Наступним кроком вчені повинні знайти спосіб перевірити свої ідеї. Якщо принцип багатьох світів, які взаємодіють, підтвердиться, то він, можливо, передбачить невеликі відмінності від квантової теорії, каже Вайзман. «Ми ще не визначили, якими саме будуть ці відмінності, проте я думаю, що вони сильно відрізнятимуться від тих, які зараз шукають».