П'ятивимірна модель пояснює квантові парадокси через обмежену чотиривимірну перспективу

Узгодження квантової механіки з теорією гравітації залишається однією з найскладніших проблем сучасної фізики. На мікрорівні Всесвіт підпорядковується законам квантової механіки, тоді як загальна теорія відносності Альберта Ейнштейна описує гравітацію та структуру простору-часу у макроскопічних масштабах. Попри те, що кожна теорія є досконалою у своїй сфері, їхнє об'єднання в єдину когерентну теорію реальності залишається фундаментальною нерозв'язаною проблемою станом на 2026 рік.

Квантова механіка породжує низку явищ, таких як корпускулярно-хвильовий дуалізм та квантова заплутаність, що суперечать класичній інтуїції. Теорема Белла довела, що жодна класична модель, обмежена чотирма вимірами простору-часу, не може повністю пояснити ці ефекти. У відповідь на це, досліджуються радикальні концепції, зокрема підхід, який припускає, що як квантові ефекти, так і гравітація походять із глибшої класичної структури, що існує у п'ятивимірному просторі. У цій системі п'ятий вимір функціонує як параметр еволюції, де частинки формуються з «світових ліній» — траєкторій, що самозбираються.

З точки зору звичайного спостерігача, динаміка цих процесів пояснює дивні результати квантової механіки, зокрема експеримент із подвійною щілиною та квантову заплутаність. На рівні п'яти вимірів закони, що керують цією динамікою, вважаються класичними. Феномен квантової заплутаності, коли вимірювання однієї частинки миттєво впливає на іншу, трактується як «локальне» поширення вздовж світових ліній у п'яти вимірах. Таким чином, для чотиривимірного спостерігача це виглядає як порушення швидкості світла, хоча у глибинній структурі класичні принципи не порушуються. Цей погляд припускає, що квантові парадокси є артефактом нашої перспективи, обмеженої чотирма вимірами.

Паралельно з теоретичними розробками, фізичні дослідження розвиваються на інших напрямках. Альтернативи включають теорії, що модифікують квантову механіку, зберігаючи класичний простір-час, або ж об'єднують сили через багатовимірний калібрувальний каркас. Теорія струн залишається кандидатом на «Теорію всього», хоча її експериментальне підтвердження ускладнюється проблемою «ландшафту» з великою кількістю можливих розв'язків.

Важливу роль у перевірці фундаментальних основ фізики відіграють експериментальні роботи. Доктор Каталіна Оана Курчану, Директор з досліджень у Національних лабораторіях Фраскаті Італійського національного інституту ядерної фізики (INFN) станом на січень 2026 року, залучена до передових тем. Її дослідження охоплюють експериментальні перевірки основ квантової механіки, зокрема експеримент VIP2 у підземній лабораторії Гран-Сассо (LNGS-INFN), спрямований на тестування Принципу виключення Паулі (ПВП) через пошук заборонених атомних переходів у міді. Доктор Курчану, яка здобула освіту в Бухарестському університеті та працювала над експериментом OBELIX у ЦЕРНі, з 1992 року очолює групу в INFN, проводячи експерименти на колайдері DAΦNE та у Гран-Сассо.

Хоча п'ятивимірна теорія пропонує інтуїтивно зрозумілу інтерпретацію класичної природи квантових явищ, у 2026 році теоретична фізика продовжує прогрес кількома шляхами. Цей прогрес сходиться до потенційної «Теорії всього», що включає експериментальні перевірки фундаментальних принципів, як-от ПВП, що проводяться такими вченими, як доктор Курчану.