Un nou studiu pune bazele teoretice pentru rezolvarea uneia dintre cele mai fundamentale probleme din fizică

Cercetătorii de la Universitatea Viena au studiat relevanţa cadrelor cuantice de referinţă pentru simetriile lumii, observând că o noţiune clasică, numită covarianţă generală, poate fi extinsă şi în mecanica cuantică. Descoperirea poate fi relevantă în determinarea naturii interacţiunii mecanicii cuantice cu gravitaţia – un domeniu fundamental al fizicii, dar până acum puţin explorat.

Sistemele fizice sunt întotdeauna descrise relativ la un cadru de referinţă. Spre exemplu, o minge care sare pe trotuar poate fi observată şi descrisă ori de pe acel trotuar ori dintr-o maşină în trecere pe şosea. Un principiu fundamental al fizicii, numit covarianţă generală, spune că legile fizicii care descriu mişcarea mingii nu depind de cadrul de referinţă al observatorului. Acest principiu a fost crucial pentru descrierea mişcării de la Galilei încoace şi a fost esenţial în elaborarea teoriei relativităţii a lui Albert Einstein. Implică informaţii despre simetriile legilor fizicii văzute din diferite cadre de referinţă, scrie Phys.

Cadrele de referinţă sunt sisteme fizice care în ultimă instanţă urmează legile mecanicii cuantice. Un grup de cercetători condus de Časlav Brukner de la Universitatea Viena s-a întrebat dacă este posibilă formularea legilor fizicii din punctul de vedere al unui observator „ataşat” la o particulă cuantică şi introducerea unui cadru de referinţă cuantic. Au putut demonstra că se poate considera orice sistem cuantic drept un cadru de referinţă. Astfel, atunci când un observator din maşină vede trotuarul într-o superpoziţie (a mai multor poziţii în acelaşi timp), un observator de pe trotuar vede şi el trenul într-o superpoziţie. Drept consecinţă, depinde de cadrul de referinţă a observatorului dacă un obiect precum mingea are proprietăţi cuantice sau clasice.

Cercetătorii au mai arătat şi că principiul covarianţei se extinde la astfel de cadre de referinţă cuantice, ceea ce înseamnă că legile fizicii îşi păstrează forma indiferent de alegerea cadrului de referinţă cuantic. „Rezultatele noastre sugerează că simetriile lumii trebuie extinse la un nivel şi mai fundamental”, a precizat Flaminia Giacomini, autoarea principală a lucrării publicată în Nature Communications. Lucrarea poate juca un rol în interacţiunea mecanicii cuantice cu gravitaţia – un domeniu puţin explorat – unde se aşteaptă ca noţiunea clasică a cadrelor de referinţă nu va fi suficientă, acestea trebuind să fie cuantice.

https://www.descopera.ro/stiinta/17859416-bazele-teoretice-problema-fundamentala-fizicii