Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") механике частица может одновременно находиться сразу в нескольких состояниях, однако в момент наблюдения эта неопределенность исчезает. Такой процесс называют коллапсом волновой функции, а сама проблема уже десятилетиями остается предметом споров между физиками и философами науки. В последние годы появились [теории](https://hanga.su/glossary/theory "Теория – это фундаментальная часть науки, которая объясняет наблюдаемые явления и помогает предсказывать будущие события. Она создаётся на основе тщательных исследований, экспериментов и анализа данных. Теория – это больше, чем просто идея; она должна быть проверяема, объяснять существующие факты и быть способной к развитию.
"), предполагающие, что коллапс волновой функции является не следствием измерения, а реальным физическим процессом. Среди наиболее известных моделей — [теория](https://hanga.su/glossary/theory "Теория – это фундаментальная часть науки, которая объясняет наблюдаемые явления и помогает предсказывать будущие события. Она создаётся на основе тщательных исследований, экспериментов и анализа данных. Теория – это больше, чем просто идея; она должна быть проверяема, объяснять существующие факты и быть способной к развитию.
") непрерывной спонтанной локализации CSL и модель Диози–Пенроуза, связывающая коллапс с гравитацией. Обе модели предсказывают, что спонтанный коллапс должен сопровождаться слабым рентгеновским излучением, которое потенциально можно обнаружить экспериментально. Именно такую проверку провела международная команда ученых с использованием сверхчувствительного детектора тёмной материи XENONnT, расположенного в подземной лаборатории INFN Gran Sasso National Laboratory в Италии. Результаты исследования опубликованы в Physical Review Letters и уже считаются одним из самых строгих экспериментальных тестов теорий квантового коллапса. [Детектор](https://hanga.su/glossary/detector "Детектор — это устройство, предназначенное для обнаружения, регистрации и измерения физических явлений, которые недоступны человеческим чувствам. Он преобразует энергию частиц или волн в электрический сигнал, который затем можно проанализировать с помощью электронных систем и программного обеспечения. Детекторы используются во множестве областей науки и техники — от элементарной физики до космических исследований и медицины.
") XENONnT представляет собой гигантскую двухфазную камеру, заполненную жидким ксеноном. Его основная задача — поиск частиц тёмной материи, однако исключительно низкий уровень фонового шума и высокая чувствительность позволяют использовать установку и для изучения фундаментальных квантовых эффектов. Когда частица взаимодействует с атомами ксенона, возникают световые и электрические сигналы, по которым можно определить энергию события и место его возникновения. Исследователи предположили, что если модели квантового коллапса верны, то внутри детектора должны периодически возникать характерные рентгеновские вспышки. Для поиска таких сигналов ученые разработали сложную систему моделирования, учитывающую радиоактивный фон, взаимодействие солнечных [нейтрино](https://hanga.su/glossary/neutrino "Нейтрино — это элементарные частицы, которые практически не взаимодействуют с веществом. Их называют «частицами-призраками», так как триллионы нейтрино проходят сквозь тело человека каждую секунду, не оставляя следа. Впервые существование нейтрино предположил Вольфганг Паули в 1930 году, чтобы объяснить баланс энергии в ядерных реакциях. Экспериментальное подтверждение пришло лишь спустя десятилетия.
"), свойства атомов ксенона и энергетическое распределение возможного излучения. Особенно важным стало новое теоретическое описание низкоэнергетических эффектов. Предыдущие модели предполагали относительно гладкое распределение рентгеновских сигналов, что затрудняло их выделение на фоне естественного шума. Однако новые расчеты показали, что [квантовый](https://hanga.su/glossary/quant "Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") коллапс должен создавать характерные «выступы» в энергетическом спектре на низких энергиях. Это значительно повысило чувствительность [анализа](https://hanga.su/glossary/analysis "Анализ — это один из фундаментальных инструментов науки, используемый для структурного изучения сложных систем, данных и процессов. В основе анализа лежит разложение явлений или данных на составляющие части, что позволяет лучше понять их структуру, закономерности и взаимосвязи.
"). В ходе работы ученые исследовали данные первой научной кампании XENONnT, проводившейся в 2021 году. Для минимизации помех использовалась только центральная часть объема жидкого ксенона, а внешние слои служили дополнительной защитой от радиационного фона. Такой подход позволил достичь рекордной чистоты сигнала. Несмотря на высокую чувствительность эксперимента, никаких убедительных следов рентгеновских вспышек, связанных со спонтанным коллапсом, обнаружено не было. Однако отсутствие сигнала оказалось не менее важным результатом. Исследование позволило установить самые строгие ограничения на параметры моделей CSL и Диози–Пенроуза, причем для модели CSL чувствительность оказалась более чем в сто раз выше по сравнению с предыдущими экспериментами. Полученные данные существенно сокращают [пространство](https://hanga.su/glossary/extent "Пространство — одно из базовых понятий в математике, физике и философии, обозначающее упорядоченное множество элементов (точек, событий, состояний), для которого определены некоторые структуры или отношения.
") возможных параметров для теорий спонтанного коллапса. Это означает, что если такие процессы действительно существуют, то они происходят гораздо реже или слабее, чем предполагалось ранее. Таким образом, современные модели квантового коллапса сталкиваются с все более серьезными экспериментальными ограничениями. Особое значение работа имеет для исследований квантовой гравитации. Некоторые теоретики предполагают, что коллапс волновой функции может быть связан с фундаментальной структурой пространства-[времени](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
") и квантовой природой гравитации. В таком случае поиск слабых электромагнитных сигналов становится одним из немногих способов экспериментально проверить подобные гипотезы. Развитие ксеноновых [детекторов](https://hanga.su/glossary/detector "Детектор — это устройство, предназначенное для обнаружения, регистрации и измерения физических явлений, которые недоступны человеческим чувствам. Он преобразует энергию частиц или волн в электрический сигнал, который затем можно проанализировать с помощью электронных систем и программного обеспечения. Детекторы используются во множестве областей науки и техники — от элементарной физики до космических исследований и медицины.
") за последние два десятилетия существенно расширило их возможности. Если ранние установки содержали всего несколько килограммов ксенона, то современные системы оперируют уже тоннами [вещества](https://hanga.su/glossary/substance "Вещество — это форма материи, обладающая массой и занимающая пространство. Оно состоит из атомов, молекул или элементарных частиц, взаимодействующих между собой посредством фундаментальных сил. Основные состояния вещества включают твёрдое, жидкое, газообразное и плазму, однако современная физика дополнительно выделяет экзотические формы, такие как конденсат Бозе–Эйнштейна, кварк-глюонная плазма и сверхтекучие фазы.
"). При этом уровень фонового шума продолжает снижаться, а чувствительность растет. Благодаря этому такие установки постепенно превращаются не только в инструменты поиска тёмной материи, но и в универсальные лаборатории для изучения новой физики. Следующим этапом станет создание детектора нового поколения XLZD, который будет содержать в несколько раз больше ксенона, чем XENONnT и LUX-ZEPLIN. Он позволит исследовать еще более слабые сигналы, включая эффекты, связанные с квантовым коллапсом, солнечными нейтрино и редкими ядерными процессами. Работа XENONnT демонстрирует, насколько тесно сегодня связаны теоретическая и экспериментальная физика. Даже отсутствие ожидаемого сигнала помогает уточнять фундаментальные теории и приближает науку к пониманию того, как именно устроена [квантовая](https://hanga.su/glossary/quantum "Квантовая физика — это фундаментальная область науки, исследующая поведение частиц на мельчайших уровнях, где классическая механика перестает работать. Принципы квантовой суперпозиции, запутанности и туннельного эффекта лежат в основе множества современных технологий, включая квантовые компьютеры, сенсоры и криптографию. Квантовые системы способны обрабатывать информацию на порядки быстрее традиционных компьютеров, а квантовая связь предлагает абсолютную защиту данных.
") реальность, каким образом возникает коллапс волновой функции и существует ли связь между квантовой механикой и гравитацией. **Ссылка:** «Оспаривание спонтанного квантового коллапса с помощью детектора темной материи XENONnT» [ DOI: 10.1103/2jm3-4976.](https://dx.doi.org/10.1103/2jm3-4976 "DOI: 10.1103/2jm3-4976") - [ Исследования ](https://hanga.su/research) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Энергетика ](https://hanga.su/energy) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - [ Астрофизика ](https://hanga.su/astrophysics) - Понравилось: 27 - Связанные материалы: [Алмазный детектор будущего: учёные научились измерять частицы с пикосекундной точностью](https://hanga.su/2109,2026)| [Китайская обсерватория JUNO сделала важный шаг к разгадке тайны нейтрино](https://hanga.su/2019,2026)| [Мини-вселенные внутри звёзд: физики предложили неожиданную альтернативу чёрным дырам](https://hanga.su/2027,2026)| [Эксперимент XENONnT не нашёл свечения коллапса: почему кот Шрёдингера не бывает живым и мёртвым одновременно](https://hanga.su/1875,2026) - Похожие материалы: [Загадка темной материи: физики используют время как инструмент исследования](https://hanga.su/728,2025) | [Квантовый галоскоп и охота за темной материей: как физики ищут аксионы при сверхнизких температурах](https://hanga.su/1535,2025) | [Новая методика поиска темной материи: ученые фиксируют рекордные ограничения на существование аксионоподобных частиц](https://hanga.su/794,2025) | [Охота на древние черные дыры: как излучение Хокинга может раскрыть тайну темной материи](https://hanga.su/935,2025) | [Первые шаги в раскрытии тайны темной материи: эксперимент LZ устанавливает новые ограничения](https://hanga.su/483,2025) | [Поиск невидимого: ученые разрабатывают уникальный детектор темной материи в космосе](https://hanga.su/755,2025) Загрузка следующей статьи...