Вечный разгон: квантовый мяч против классического ✛ ✎

Оригинал: "On the original Ulam's problem and its quantization"
· Changguang Dong, Jing Zhou
arXiv:2506.01684v2 · 2025-06-02 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Классический и квантовый варианты одной «прыгучей» модели ведут себя противоположным образом.

Энрико Ферми описал частицу как качели между двумя стенками, которые то сближаются, то расходятся. Так он объяснил, как во взрывах сверхновых частицы разгоняются почти до световой скорости.

Оказалось, что в привычном нам мире такой «качельный» ускоритель быстро затухает: частица теряет ход и возвращается. Но в микромире, где правят квантовые законы, всё иначе: чем дольше идут толчки, тем сильнее разгон — энергия растёт квадратично со временем.

В квантовом случае качели словно обретают вечный двигатель: энергия нарастает безгранично.

Учёные также придумали, как ловить крайне редкие сценарии из обычной физики, при которых частица всё-таки уносится в бесконечность. Выяснилось, что в квантовом варианте решающую роль играет набор допустимых энергий — фактически, внутреннее «расписание» толчков. Эти находки помогут понять реальные ускорители, например, вокруг нейтронных звёзд.

Если ритмично бить ракеткой по шарику, он подскакивает всё выше — бытовое проявление ускорения Ферми.

E \propto t^2
В квантовом случае энергия E ~ t², т.е. растёт как квадрат времени.
Учёные
Bryce DeWittCarlo RovelliJohn Archibald WheelerFred HoyleDavid DeutschAdam Riess
Понятия
квантовое блуждание полуклассический классическая физика квантовый алгоритм классическая модель ускорение ферми гибридный алгоритм экспоненциальный рост сложность эмерджентность пространства-времени память эволюция во времени обратная реакция траектория космологический отскок орбитальное движение эффект Унру полуклассическая гравитация медицина гибридный подход