(Phys.org)—L'entanglement è davvero necessario per descrivere il mondo fisico, o è possibile avere una teoria post-quantistica senza entanglement?

In un nuovo studio, i fisici hanno dimostrato matematicamente che qualsiasi teoria che abbia un limite classico, nel senso che può descrivere le nostre osservazioni del mondo classico recuperando la teoria classica in determinate condizioni, deve contenere l'entanglement. Quindi, nonostante il fatto che l'entanglement vada contro l'intuizione classica, l'entanglement deve essere una caratteristica inevitabile non solo della teoria quantistica, ma anche di qualsiasi teoria non classica, anche quelli che devono ancora essere sviluppati.

I fisici, Jonathan G. Richens all'Imperial College di Londra e all'University College di Londra, John H. Selby all'Imperial College di Londra e all'Università di Oxford, e Sabri W. Al-Safi alla Nottingham Trent University, hanno pubblicato un articolo che stabilisce l'entanglement come una caratteristica necessaria di qualsiasi teoria non classica in un recente numero di Lettere di revisione fisica .

"La teoria quantistica ha molte strane caratteristiche rispetto alla teoria classica, "Richens ha detto Phys.org . "Tradizionalmente studiamo come il mondo classico emerge dal quanto, ma abbiamo deciso di invertire questo ragionamento per vedere come il mondo classico modella il quanto. Così facendo mostriamo che una delle sue caratteristiche più strane, intreccio, è assolutamente sorprendente. Ciò suggerisce che gran parte dell'apparente stranezza della teoria quantistica è una conseguenza inevitabile dell'andare oltre la teoria classica, o forse anche una conseguenza della nostra incapacità di lasciarci alle spalle la teoria classica".

Sebbene la prova completa sia molto dettagliata, l'idea principale alla base è semplicemente che qualsiasi teoria che descriva la realtà deve comportarsi come la teoria classica in qualche limite. Questo requisito sembra abbastanza ovvio, ma come mostrano i fisici, impone forti vincoli alla struttura di qualsiasi teoria non classica.

La teoria quantistica soddisfa questo requisito di avere un limite classico attraverso il processo di decoerenza. Quando un sistema quantistico interagisce con l'ambiente esterno, il sistema perde la sua coerenza quantistica e tutto ciò che lo rende quantistico. Quindi il sistema diventa classico e si comporta come previsto dalla teoria classica.

Qui, i fisici mostrano che ogni teoria non classica che recupera la teoria classica deve contenere stati entangled. Per dimostrare questo, presumono il contrario:che una tale teoria non ha entanglement. Poi mostrano che, senza intoppi, qualsiasi teoria che recupera la teoria classica deve essere la teoria classica stessa, una contraddizione dell'ipotesi originale che la teoria in questione non sia classica. Questo risultato implica che l'assunzione che una tale teoria non abbia entanglement è falsa, il che significa che qualsiasi teoria di questo tipo deve avere entanglement.

Questo risultato potrebbe essere solo l'inizio di molte altre scoperte correlate, poiché apre la possibilità che altre caratteristiche fisiche della teoria quantistica possano essere riprodotte semplicemente richiedendo che la teoria abbia un limite classico. I fisici anticipano che caratteristiche come la causalità dell'informazione, un po' di simmetria, e si può dimostrare che la località macroscopica derivi da questa singola esigenza. I risultati forniscono anche un'idea più chiara di ciò che qualsiasi futuro non classico, la teoria post-quantistica deve assomigliare.

"I miei obiettivi futuri sarebbero di vedere se la non-località di Bell può anche essere derivata dall'esistenza di un limite classico, Richens ha detto. "Sarebbe interessante se tutte le teorie che sostituiscono la teoria classica dovessero violare il realismo locale. Sto anche lavorando per vedere se certe estensioni della teoria quantistica (come l'interferenza di ordine superiore) possono essere escluse dall'esistenza di un limite classico, o se questo limite impartisce vincoli utili a queste 'teorie post-quantiche'".

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