2026年6月19日——量子力学的物理理论描述了原子和亚原子粒子的世界。它的发展始于20世纪初，Max Planck、Niels Bohr、Werner Heisenberg和Erwin Schrödinger等物理学家为此做出了贡献。量子力学能够有效描述微观尺度上的现象，例如粒子在双缝中的衍射——这表明粒子也表现出波动行为——以及量子隧穿效应，即粒子即使能量不足，也存在一定概率穿透势垒。如今尤其重要的现象包括纠缠和相干性，它们是量子计算机和通信等应用的关键。

所谓的复数在量子力学中是一个重要工具。一个数由两个坐标表示——实部和虚部；量子态有一个由实部表示的振幅和一个由虚部表示的相位。没有这一构造，许多过程此前无法用量子力学描述。然而，复数在量子力学中是否根本必要，或者它们仅仅是一个实用的计算工具，仍存在争议。这就引出了一个问题：量子力学是否也可以仅用实数来表述？

在2021年发表的一项研究中，作者得出结论，在标准假设下，复数对量子力学是必不可少的（Renou等人，《自然》600, 625 (2021)）。这一点也在实验上得到了证实。

现在，由HHU和DLR的Dagmar Bruß教授博士及其博士生Pedro Barrios Hita领导的一个物理学家团队，对先前研究中使用的假设进行了审视。在一篇发表于《物理评论快报》的论文中，他们表明其中一个假设过于严格。相反，作者提出了一种物理动机明确的替代方案来形式化系统组成，由此产生了一类完全可以用实数表述的理论，并且这些理论在实验上与标准量子力学无法区分。

Bruß教授表示：“这意味着两种框架对任何可想象的实验都会给出相同的预测。因此，在这一框架内，虚数在量子力学中并非根本必要，原则上可以用基于实数的替代表述来取代。”