Найдено доказательство теоремы Пуанкаре для квантовой системы

30 июня 2018 г. в 11:55

Найдено доказательство теоремы Пуанкаре для квантовой системы
Ученые из Венского политехнического университета смогли применить теорему повторения Пуанкаре к мультичастичной квантовой системе. Это удалось сделать, несмотря на то, что квантовые состояния живут по совсем другим правилам.

В конце XIX века французский ученый Анри Пуанкаре изучал системы, которые не могут быть полностью проанализированы. Например, звездные системы или натыкающиеся друг на друга частицы газа. По его мнению, если подождать достаточно долго, то планеты обязательно сформируют прямую линию, а частицы газа после вмешательства вернутся в исходное состояние.

Аналогичная теорема может быть применена и для квантовых систем, однако в ней действуют совсем другие правила. «В квантовой физике мы должны придумать совершенно новый способ решения этой проблемы, — говорит профессор Йорг Шмидмайер из Института атомной и субатомной физики. — По очень фундаментальным причинам состояние большой квантовой системы, состоящей из многих частиц, никогда не может быть идеально измерено. Кроме того, частицы не могут рассматриваться как независимые объекты, мы должны учитывать, что они являются квантово-механически запутанными».

Ученые уже делали попытки продемонстрировать эффект «повторения Пуанкаре» в квантовых системах, но до сих пор это было возможно только при очень небольшом числе частиц, состояние которых было измерено как можно точнее. Это чрезвычайно сложно, и время, необходимое системе для возврата в исходное состояние, резко возрастает с увеличением количества частиц. Однако команда Йорга Шмидмейерса выбрала другой подход.