Квантовая механика разрешает частице быть в двух местах сразу — это называют суперпозицией. Но массивные тела, вроде пылинки или шарика, так себя не ведут: их положение всегда определено. Почему? Одна идея — это иллюзия: частица постоянно «трясётся» от случайных толчков среды, и размытая картинка усредняется. Другая — более радикальная: сама природа время от времени «щёлкает» и выбирает одно из положений, словно невидимый арбитр.
Авторы работы сравнили два таких механизма. Первый — непрерывная спонтанная локализация (CSL) — предполагает, что частицы получают случайные пинки, которые разрушают суперпозицию. Второй — эффект Диози–Пенроуза (DP) — связывает потерю квантовости с собственной гравитационной энергией объекта. Оказалось, что в модели точечной частицы оба процесса дают одинаковое затухание квантовой ряби, но природа затухания разная. В CSL-модели пинки можно записать как случайные «встряски» импульса, и если бы мы знали историю всех толчков, состояние оставалось бы чистым. Это значит, что сам по себе темп затухания — ещё не доказательство коллапса.
Затем учёные перешли от точечных частиц к твёрдым шарам с произвольным распределением массы по радиусу. Здесь массы, плотности и время наблюдения сокращаются, и остаётся только безразмерный геометрический фактор. Это открывает путь к решающему эксперименту: нужно поймать три условия — заметный абсолютный эффект, контролируемое сравнение масштабов CSL и DP, и наблюдаемые величины, которые видят разницу в физике, даже если внешне декогеренция выглядит одинаково.
как её написали авторы, на английском arXiv:2608.05972v1
We study idealized levitated protocols that create spatial superpositions of massive test particles. For each protocol, we compare the dimensionless contrast-loss exponent of mass-proportional continuous spontaneous localization (CSL) with the Di\'osi--Penrose (DP) self-energy exponent $$E_G\tau/\hbar$$. We first prove that the point-particle CSL separation kernel has an exact random-unitary realization: Gaussian momentum kicks arriving at Poisson-distributed times produce the same unconditional decay of spatial coherence, although a pure state conditioned on the complete kick record remains pure. The separation kernel alone therefore specifies an operational decoherence law, not the occurrence of objective collapse. We then show that the ratio of the CSL and DP exponents is independent of particle mass and interrogation time. In the point-particle model it depends only on branch separation and an effective distance; for the standard GRW reference parameters, its resolved-superposition crossover is $$x_*\approx1.91\,\mathrm{nm}$$. For rigid spherical bodies with an arbitrary normalized radial mass profile, total mass, overall density scale, and interrogation time again cancel, leaving a dimensionless geometry factor. The results distinguish three requirements for a decisive experiment: detectable absolute effects, a controlled comparison of CSL and DP scales, and observables capable of discriminating physically different dynamics that share the same ensemble decoherence kernel.
Порог в 1.91 нм удивительно близок к размеру белковой молекулы. Получается, что «квантовость» может исчезать на масштабах, где начинается жизнь.