Модели коллапса GRW, CSL и DP.

Сегодня я расскажу вам о трех наиболее известных моделях объективного коллапса.

1. Модель GRW, названа по фамилиям авторов Ghirardi–Rimini–Weber, 1986 год. Гипотеза в том, что каждая элементарная частица примерно раз в 10¹⁶ секунд (~3×10⁸ лет) испытывает спонтанный коллапс своей волновой функции. Для квантовых экспериментов с одной элементарной частицей это не наблюдаемо. А вот макроскопическое тело содержит порядка 10²³ нуклонов на грамм, тогда вероятность того, что какая-либо из частиц испытает коллапс, становится огромной, и тело массой 1 грамм локализуется примерно за 10⁻⁷ с. Потому что все частицы в теле квантовозапутанны и коллапс одной из них означает коллапс общего квантового состояния.

2. Модель CSL (Continuous Spontaneous Localization), 1990 год. Гипотеза в том, что волновая функция постоянно испытывает воздействие случайного шумового поля ξ(x,t), которое заполняет все пространство. Для этого модернизируют уравнение Шрёдингера:
d|ψ⟩ = [-iH/ħ
+ √γ ∫ d³x (M(x)-⟨M(x)⟩) ξ(x,t)
- (γ/2) ∫ d³x (M(x)-⟨M(x)⟩)² ] |ψ⟩ dt
Чем больше масса объекта (оператор плотности массы M(x)), тем сильнее действует шум. Важно, что шум сам по себе коллапс не обеспечивает. Поэтому добавляют третий нелинейный член, который сохраняет нормировку волновой функции и правило Борна, одновременно превращая случайные флуктуации в устойчивый коллапс к одному из возможных состояний. CSL была специально построена как непрерывный предел модели GRW, поэтому параметр γ выбирается так, чтобы одна частица коллапсировала за время 10¹⁶ с.

3. Модель DP, авторы Diósi–Penrose, 1996 год. Если объект находится одновременно в двух местах (два пути в интерферометре), то согласно общей теории относительности возникают две разные геометрии пространства-времени. Пенроуз утверждает, что подобная суперпозиция геометрий фундаментально нестабильна. Поэтому происходит объективный коллапс через время t ≈ ħ / E_G, где E_G — гравитационная энергия различия между двумя распределениями массы. Легкий электрон живет в суперпозиции почти вечно, а вот тело массой 1 грамм в суперпозиции центра масс на расстоянии 1 мм коллапсирует примерно за 10⁻¹⁹ сек.

Все эти модели уже 30 лет пытаются проверить экспериментально, но лишь сейчас физики достигли необходимой чувствительности. По результатом эксперимента XENONnT в 2026 году (поиск избыточного рентгеновского излучения атомов ксенона) минимальное время коллапса в моделях GRW/CSL было повышено в три раза (τ > 3.3×10¹⁶ с), что уже опровергло модель в изначальной формулировке. Однако все три модели с модернизированными параметрами по-прежнему остаются ни подтверждёнными, ни полностью опровергнутыми.

#КвантоваяФизика@entropians