Впервые удалось найти способ, чтобы математическим путем определить степень квантовости чего-либо. Это может быть как частица, так и атом, или молекула, и даже планета.
Ответ на вопрос, какими на вид могут быть самые простые частицы, действуют ли не всегда понятные законы субатомных частиц или детерминированные уравнения, управляющие более крупными объектами, позволит понять новые возможности квантового мира.
Итог расчетов предполагает получение способа количественной оценки квантовости и определения самых явных квантовых состояний системы, в которой исследователи и обнаружили, так называемый, «королей и королев». Помимо того, что эта работа дает возможность глубже понять строение, возможности и эволюцию Вселенной, она же находит свое применение в квантовых технологиях. Прежде всего она применима в детекторах гравитационных волн, а также в сверхточных измерительных устройствах.
Реальность ассоциируют с субатомным сердцем, в котором царит удивительный мир квантовой механики. В сочетании с разными правилами и условиями, этот мир с его миниатюрными субатомными частицами – электронами, которые могут объединиться в странные суперпозиции состояний, имеет положение вокруг атомов и их импульсов, которые не фиксируются до тех пор, пока не наблюдаются.
Эти частицы обладают способностью проникать везде и всюду, даже если перед ними находятся, казалось бы, непреодолимые препятствия. С другой стороны, все классические объекты подвергаются традиционному укладу и повседневным правилам имеющегося опыта.
К примеру, столкнувшись, бильярдные шары разлетаются в разные стороны, а планеты вращаются вокруг своих орбит в соответствии с хорошо известными физическими уравнениями. Но не все квантовые проявления относятся к квантовой механике.
По мнению Аарона Голдберга, физика из Университета Торонто, если не удается наблюдать странных вещей и проявлений, это вовсе не означает, что их нет. Он имеет в виду пример, когда бильярдные шары представляют собой квантовые системы, обладая вероятностью туннелировать через край бильярдного стола. Это предполагает, что существует континуум, в котором «классичность» на одном конце, а «квантовость» - на другом.
Предыдущие попытки количественной оценки квантовости всегда относились к конкретным квантовым системам, например, содержащим частицы света, и поэтому результаты не обязательно могли быть применены к другим системам, которые включали в себя другие частицы, такие как атомы. Голдберг, Санчес-Сото и их команда вместо этого искали обобщенный способ определения крайностей в квантовых состояниях.
«Мы можем применить это к любой квантовой системе - атомам, молекулам, свету или даже их комбинациям - используя те же руководящие принципы», - сказал Голдберг. Команда обнаружила, что эти квантовые крайности могут быть по крайней мере двух разных типов, назвав одних Королями, а других Королевами за их превосходный характер.
Большие объекты, такие как бейсбольные мячи, транспортные средства и планеты, ведут себя в соответствии с классическими законами механики, сформулированными Исааком Ньютоном. Маленькие, такие как атомы и субатомные частицы, регулируются квантовой механикой, где объект может вести себя и как волна, и как частица.
Граница между классической и квантовой сферами всегда вызывала большой интерес. В исследовании, опубликованном в AVS Quantum Science, рассматривается вопрос о том, что делает что-то «более квантовым», чем другое - есть ли способ охарактеризовать «квантовость»? Авторы сообщают, что они нашли способ сделать именно это.
Степень квантовости важна для таких приложений, как квантовые вычисления и квантовое зондирование, которые предлагают преимущества, которых нет в их классических аналогах. Понимание этих преимуществ требует, в свою очередь, понимания степени квантовости задействованных физических систем.
