Co zabije kočku? Kredit: FQxI/Gabriel Fitzpatrick (2026).

Někdy je to k uzoufání, ale stále platí, že se makrosvět obecné relativity naprosto liší od mikrosvěta kvantové mechaniky. Fyzici se ale odvažují na průzkum bojem v neklidném pohraničí mezi těmito dvěma koncepty. Děje se tam něco zvláštního. Pravidla kvantové fyziky, která krásně fungují pro nepatrné atomy, jako by s rostoucí velikostí objektů postupně ztrácela svou moc.

Z fantaskního pohraničí mezi dvěma realitami ostatně pocházejí i bizarní myšlenkové experimenty jako je legendární živá a současně mrtvá Schrödingerova kočka, která nám svým poťouchlým výrazem neustále připomíná, že jevům na pomezí relativity a kvantové mechaniky stále nerozumíme.

Angelo Bassi. Kredit: Trieste Institute for Theoretical Quantum Technologies.

Patří k nim i záhadná kvantová dekoherence, při které postupně mizejí kvantové jevy, jako je třeba právě superpozice čili paradoxní stav Schrödingerovy kočky a ustupují klasické a poněkud nudné realitě. Právě dekoherence mimochodem hraje zásadní roli v interpretacích kvantové mechaniky a v tom, jak fyzici vysvětlují samotnou povahu reality. Dekoherenci jako takovou dnes vysvětluje celá řada modelů, mezi nimiž se fyzici zatím nerozhodli. Občas se jim ale daří některý model zamítnout.

Teď se to povedlo týmu VIP Collaboration (Violation of the Pauli Exclusion Principle), který provádí ultracitlivé experimenty testující zákonitosti kvantové mechaniky v italské Národní laboratoři Gran Sasso (INFN-LNGS), největší podzemní fyzikální laboratoři na světě. Angelo Bassi z FQxI a jeho spolupracovníci testovali Károlyházyho model, který spojuje dekoherenci s gravitací.

Podle tohoto modelu, který vytvořil v 60. letech 20. století maďarský teoretický fyzik Frigyes Károlyházy, časoprostor neustále podléhá drobným fluktuacím, které postupně nahlodávají kvantové superpozice a brání tak makroskopickým objektům fungovat jako Schrödingerovy kočky. Fyzici s tímto modelem počítali dodnes.

Fluktuace předpovídané Károlyházyho modelem není možné pozorovat přímo. Pokud by ale existovaly, měly by způsobovat náhodné chvění a zrychlování nabitých částic a tím vytvářet charakteristické elektromagnetického záření. Tyto stopy po chvění by ale byly tak slabé, že by se snadno ztratily v běžném elektromagnetickém šumu z různých zdrojů. Proto byl dobrý nápad pátrat po nich v Národní laboratoři Gran Sasso, která se nachází pod 1,4 kilometry horniny.

Badatelé použili detektor z vysoce čistého krystalu germania zhruba o velikosti šálku na kávu, který je obklopený vrstvami mědi a olova pro další stínění. Data shromažďovali v podzemí celkem 62 dní. Pak od naměřených hodnot odečetli očekávané elektromagnetické pozadí a hledali signál odpovídající předpovědi daného modelu.

Nenašli vůbec nic. Experiment sice kompletně nevylučuje možnost, že gravitace hraje v kvantové dekoherenci nějakou roli, ale Károlyházy má nejspíš smůlu. Padl jeden z nejstarších a nejpřirozenějších modelů gravitačně vyvolávané dekoherence a vědci zúžili prostor pro další pátrání v pohraničí mezi relativitou a kvantovou mechanikou.

Video: Quantum Decoherence Explained in Simple Words for Beginners

Literatura

Foundational Questions Institute (FQxI) 18. 9. 2026.

New Journal of Physics 28: 064511.