Брошенный камень летит по чёткой дуге, а местоположение электрона в атоме размазано, словно туман. Переход от одного к другому — загадка. Новая работа показывает: размытость исчезает не из-за наблюдателя, а из-за собственной тяжести.
Авторы записали уравнение, похожее на уравнение Шрёдингера, но с двумя добавками. Первая — гравитационное самодействие: частица притягивает саму себя, и это притяжение тем сильнее, чем она массивнее. Вторая — отталкивание на сверхмалых расстояниях, не позволяющее волне сжаться в точку с бесконечной плотностью. Вместе они работают как пружина с ограничителем: выше некоторой массы размытое состояние теряет устойчивость, и система скатывается к одному из нескольких плотных сгустков.
Расчёты с простой пробной функцией показали, что потеря устойчивости происходит скачком — рождается развилка, где прежнее размытое облако уже не может существовать. Малейший перекос начального состояния решает, какой именно сгусток образуется. Никаких случайных толчков извне не нужно — выбор заложен в самой динамике.
Такой подход впервые даёт количественный механизм гравитационной локализации без патологий прежних моделей. Он может быть проверен на мезоскопических системах — объектах из тысяч атомов, балансирующих на границе квантового и классического миров.
Для частицы с массой в одну миллиардную долю грамма размытость её положения исчезает сама собой примерно за миллисекунду — быстрее, чем моргает глаз.
В романе «Квантовый вор» Ханну Райаниеми гравитационные эффекты используют для управления квантовыми состояниями — новая модель делает такой сюжет чуть ближе к реальности.