Sistemele cuantice își păstrează amprenta originii chiar și în haos
Cercetătorii de la Universitatea Tampere, Universitatea Harvard și TU Dresden au descoperit că sistemele cuantice păstrează o urmă permanentă a stării lor inițiale, chiar și atunci când evoluează haotic. Fenomenul, numit „semn cuantic din naștere”, contrazice intuiția clasică potrivit căreia haosul șterge orice urmă a condițiilor de start.
Studiul, publicat în Physical Review X pe 10 septembrie 2026, arată că sistemele cuantice nu pot ascunde de unde provin, nici măcar în mijlocul haosului. „În lumea de zi cu zi, haosul șterge tabla. Ceea ce am descoperit este că sistemele cuantice nu își pot ascunde originea, chiar și în mijlocul haosului”, explică dr. Joonas Keski-Rahkonen, cercetător în cadrul grupului Quantum Control and Dynamics de la Laboratorul de Fizică Computațională al Universității Tampere și unul dintre autorii principali ai studiului.
De la bila clasică la unda cuantică
Pentru experiment, echipa a folosit unul dintre cele mai clasice terenuri de test din fizică: o bilă care se ciocnește la nesfârșit de pereții curbați ai unei mese, asemănătoare unei mese de biliard cu capete rotunjite, pe care fizicienii o numesc „stadion”. Dacă urmărești bila suficient de mult timp, aceasta va fi vizitat fiecare parte a mesei, fără să rămână vreo urmă a locului de unde a plecat.
Dar obiectele cuantice nu se comportă ca bilele de biliard. Ele seamănă mai degrabă cu niște unde care se răspândesc pe suprafața apei, iar ceea ce determină fizicienii este probabilitatea de a le găsi într-un loc sau altul. Când cercetătorii au lansat o astfel de undă cuantică pe masă, aceasta s-a amestecat în câteva momente într-un model care, la orice moment dat, părea complet aleatoriu.
Totuși, mediind această mișcare aparent fără trăsături pe perioade foarte lungi de timp, a reieșit o înclinație clară spre istoria sa timpurie: probabilitatea de a fi găsită în starea sa originală a rămas de cel puțin două ori mai mare decât în orice altă stare comparabilă. Această preferință nu dispare și persistă atât timp cât sistemul rămâne cuantic.
Semnele din naștere depășesc cicatricile cuantice
Rezultatul generalizează un fenomen care i-a intrigat pe fizicieni timp de patru decenii. În 1984, Eric Heller, profesor la Harvard și coautor al noului studiu, a descoperit că sistemele cuantice păstrează uneori amprente surprinzător de clare ale unor traiectorii repetitive, o anomalie cunoscută sub numele de „cicatrizare cuantică”, mult timp considerată o excepție rară.
Noua lucrare stabilește că cicatrizarea este doar un caz special al ceva universal: fiecare sistem cuantic poartă un semn din naștere de la propriile începuturi. Keski-Rahkonen spune că echipa își propune să transforme această descoperire într-o modalitate generală de a întreba cât de mult din propria istorie poate uita cu adevărat un sistem cuantic.
„Acest lucru contează dincolo de fizica manualelor. Vorbește despre modul în care sistemele cuantice ajung la echilibru și despre cum apare lumea noastră clasică familiară din regulile mecanicii cuantice. Mai mult, simulatoarele cuantice și electronica la scară nanometrică sunt astăzi suficient de mici încât aceste efecte contează. De exemplu, contează că un sistem care își amintește în liniște punctul de plecare se comportă diferit față de unul care uită”, spune el.
