Обща биология 

Теорията за квантовото объркване. Квантово объркване: теория, принцип, ефект

Интелектуален проект Партньор

Алберт Айнщайн (1879-1955) публикува произведенията, които го правят известен, главно в ранните етапи на научната кариера. Работата, съдържаща основните принципи на специалната теория на относителността, се отнася до 1905 г., \\ T обща теория Относителност - до 1915 година. Квантовата теория на фотоефекта, за която консервативната Нобелова комисия присъди научна награда, също така се отнася до 1900-те години.

Хората, които имат косвено отношение към науката, като правило, нямат идеята за научната дейност на Алберт Айнщайн след емиграция в САЩ през 1933 година. И трябва да кажа, че той е бил ангажиран с проблем, който всъщност не е решен досега. Говорим си Върху така наречената "теория на едно поле".

Общо има четири вида фундаментални взаимодействия в природата. Гравитационна, електромагнитна, силна и слаба. Електромагнитното взаимодействие е взаимодействието между частиците с електрически заряд. Но не само явленията, които във вътрешното съзнание са свързани с електричество, се срещат поради електромагнитното взаимодействие. Тъй като, например, за два електрона, силата на електромагнитното отблъскване значително надвишава силата на гравитационната атракция, те обясняват взаимодействията на отделните атоми и молекули, т.е. химичните процеси и свойства на веществата. Повечето от явленията класическа механика (триене, еластичност, повърхностно напрежение) се основават на нейната основа. Теорията за електромагнитното взаимодействие е разработена през XIX век Джеймс Максуел, който комбинира електрическото и магнитното взаимодействие и е добре известно на Айнщайн заедно с нея по-късно квантовите интерпретации.

Гравитационното взаимодействие е взаимодействието между масите. Той е посветен на общата теория за относителността на Айнщайн. Силно (ядрено) взаимодействие стабилизира ядрата на атомите. Това беше теоретично прогнозирано през 1935 г., когато стана ясно, че няма достатъчно известни взаимодействия, които да отговорят на въпроса: "Какво държи протони и неутрони в атомното ядрени?". Наличието на силно взаимодействие получи първото експериментално потвърждение през 1947 година. Благодарение на изучаването си през 60-те години, кварки бяха отворени и накрая, през 70-те години, е построена повече или по-малко пълна теория за взаимодействие на кварки. Слабото взаимодействие също се появява в атомното ядро, той действа на по-къси разстояния, отколкото силна и по-малка интензивност. Въпреки това, без него няма да има термоядрен синтез, който гарантира, например, слънчева енергия, земята и β-гниене, благодарение на която е отворена. Факт е, че когато β-гниене не се случва, тъй като физиците казват, запазващи паритет. Това е, за други взаимодействия, трябва да съвпадат резултатите от експериментите, проведени върху огледални симетрични инсталации. И за експериментите в проучването на β-гниене, те не съвпаднаха (около основната разлика отдясно и наляво вече беше обсъдена в един от лекциите Polit.ru). Откриването и описанието на слабо взаимодействие паднаха в края на 50-те години.

Днес в рамките на стандартния модел (наскоро бе посветена на Polit.ru), електромагнитните, силните и слабите взаимодействия бяха комбинирани. Според стандартния модел, цялото вещество се състои от 12 частици: 6 лепта (включително електрон, мюон, тау-лептон и три неутрино) и 6 кварки. Все още има 12 антипаристички. И трите взаимодействия имат свои собствени носители - бозони (Фотон е бозон на електромагнитното взаимодействие). Но гравитационното взаимодействие, докато се обедини с останалите неуспешни.

Умира през 1955 г. Алберт Айнщайн няма време да научи за слабото взаимодействие и малко - за силни. Така той се опита да комбинира електромагнитното и гравитационното взаимодействие и това е задачата и днес не са решени. Тъй като стандартният модел е основно кванто, е необходима квантова теория на тежестта, за да се комбинира гравитационното взаимодействие. Към днешна дата няма причина за съвкупните причини.

Една от трудностите на квантовата механика, особено изразена, когато трябва да говорим за нея с неспециалист, е неатласт и дори анти-отношението. Но дори учените често са подвеждащи с това анти-отношението. Ние ще анализираме един пример, илюстриращ това и полезно за разбиране на по-нататъшния материал.

От гледна точка на квантовата теория, докато измерването на частицата е в състояние на суперпозиция - т.е. неговата характеристика по същото време С известна вероятност всеки От възможни стойности. По време на измерването се отстранява суперпозицията и фактът на измерването принуждава частицата да вземе конкретно състояние. Това само по себе си противоречи на интуитивните идеи на човек за естеството на нещата. Не всички физици се съгласиха, че такава несигурност е фундаменталната собственост на нещата. Изглеждаше много, че това е някакъв парадокс, който по-късно би изяснал. Беше за това, че известната фраза Айнщайн, изречена в спор с Niels Bor "Бог не играе в костта." Айнщайн вярваше, че всъщност всичко е детерминистично, ние просто не можем да го измерим. Допълнителността на противоположната позиция по-късно се демонстрира експериментално. Особено ярко - в експериментални проучвания за квантово объркване.

Квантово объркване - ситуация, при която са свързани квантовите характеристики на две или повече частици. Може да се случи, например, ако частиците са родени в резултат на същото събитие. Всъщност е необходимо общата характеристика на всички частици (например поради общия им произход). С такава система от частици има още по-странен, отколкото с една частица, нещо. Ако, например, по време на експеримента, измервайте състоянието на един от сложните частици, т.е. да го принуди да вземе конкретно състояние, тогава суперпозицията автоматично се отстранява от друга объркваща частица, на това, което са били. Това беше доказано експериментално през 70-те години - 80-те години. Към днешна дата експериментаторите успяха да получат квантувани частици, разделени от няколкостотин километра. Така се оказва, че информацията се предава от частицата към частица с безкрайна скорост, съзнателно по-голяма скорост на светлината. Айнщайн, който постоянно стои на детерминистичните позиции, отказа да разгледа тази ситуация с нещо голямо от абстрактна външен вид. В писмото си до физиката, той иронично нарече взаимодействието на сложни частици "ужасна дълга граница".

Смешна домакинска илюстрация на явление на квантово объркване дойде с физик Джон Бел. Той имаше разпръснати колега Роулд Бертлман, който много често дойде да работи в различни чорапи. Бел се шега, че ако се виждаше само един чораплен чорап, и той е розов, тогава за втория, дори без да го вижда, можете напълно да кажете точно, че той не е розов. Разбира се, това е просто смешно, което не се отнася за проникването в същността на нещата аналогия. За разлика от частиците, че до момента на измерване са в състояние на суперпозиция, чорапът от сутринта на крака е същото.

Сега квантовото объркване и свързаният с тях дълъг ефект с безкрайна скорост се считат за реални, експериментално доказани явления. Те се опитват да намерят практическа употреба. Например при изграждането на квантов компютър и разработването на квантови методи за криптография.

Работа в региона теоретична физикаПровежда се през изминалата година, давайки надежда, че проблемът за изграждането на теорията квантова гравитация И съответно, единствената теория на полето най-накрая ще бъде решена.

През юли тази година американските физици на Малдасен и Сасинд са напреднали и обосновало теоретичната концепция за квантовото объркване на черни дупки. Спомнете си, че черните дупки са много масивни предмети, гравитационното привличане, към което е толкова голямо, което, което ги хваля за определено разстояние, дори най-бързите предмети в света - лек кванти - не може да избяга и да отлети. Учените проведоха психически експеримент. Те разбраха, че ако създадете две квантувани черни дупки и след това ги извадете един от друг на известно разстояние, което води до така наречената непроходима ястия Нора. Това означава, че храната Нора в неговите свойства е идентична с двойката квантови черни дупки. Мобилните отвори все още все още остават хипотетични топологични характеристики на пространството-време, тунели, които са в допълнително измерение, свързващи две точки на триизмерното пространство наведнъж. Молците са популярни във фантастичната литература и киното, защото чрез някои от тях, особено екзотично, теоретично възможно да се направят междузвездни пътувания и пътуване. Чрез непроходими къртици, произтичащи от квантово объркване на черни дупки, е невъзможно да се пътува или да споделя информация. Само ако условният наблюдател ще влезе в една от двойката Quantum-заплетени черни дупки, той ще бъде там едно и също място, където ще бъде, отивайки в друг.

Мобилните дупки се изискват от тяхното съществуване на тежестта. Тъй като експериментът Maldasen и Sasskinda се създават на базата на квантово объркване, може да се заключи, че тежестта не е основно само по себе си, но е проява на фундаментален квантов ефект - квантово объркване.

В началото на декември 2013 г. по същия въпрос на списанието Физически.ПрегледПисма. Излизат две произведения (, на разработването на идеи за Мълдас и Саскинда. В тях се прилагат холографският метод и теорията на струните, за да се опишат промените в геометрията на пространството, причинени от квантово объркване. Холограмата е изображение в равнина, която ви позволява да реконструирате съответното триизмерно изображение. В общия случай холографският метод ви позволява да осигурите информация за N-размерът в (N-1) -Мим.

Учените успяха да се преместят от квантово заплетените черни дупки до квантово заплетените двойки родени елементарни частици. В присъствието на достатъчен брой Енергията може да се роди по двойки, състоящи се от частици и антипартици. Тъй като трябва да се извършат законите за опазване, такива частици ще бъдат квантово объркани. Симулацията на такава ситуация показа, че раждането на няколко кварка + антикварни генерира образование, като ги свързва mobbora.и че описанието на състоянието на квантовото объркване на две частици е еквивалентно на описанието на непроходима молска дупка между тях.

Оказва се, че квантовото объркване може да причини същите промени в геометрията на пространството-време, което е гравитация. Може би ще отвори пътя за изграждане на квантова теория на тежестта, която не е достатъчна, за да създаде нито една теория на полето.

· Квантова хромодинамика · Стандартен модел · Квантова гравитация

Вижте също: Портал: Физика

Квантово объркване (виж раздел "") - квантово механично явление, в което квантовите състояния на две или | Повече ▼ Обектите са взаимозависими. Такава взаимозависимост остава, дори ако тези обекти са разделени в пространството отвъд всички известни взаимодействия, което е в логично противоречие с принципа на местността. Например, можете да получите чифт фотони, които са в объркващо състояние, а след това, ако при измерването на въртенето на първата частица, хелиралството се оказва положително, тогава съпротивлението на второто винаги се оказва отрицателно , и обратно.

История на изследването

Спор на Борон и Айнщайн, EPR-PARADOX

Копенхаген интерпретацията на квантовата механика разглежда функцията на вълната, докато се оцени като в суперпозицията на състоянията.
Фигурата показва орбиталния водороден атом с вероятностна гъстота (черна - нулева вероятност, бялото е най-голямата вероятност). В съответствие с интерпретацията от Копенхаген, когато се измерва, възниква необратим срив на вълната функция и е необходима определена стойност и само набор от възможни стойности са предвидими, но не в резултат на определено измерване.

В продължаването на споровете започнаха през 1935 г., Айнщайн, Подолски и Росен формулираха EPR-Paradox, който трябваше да покаже непълнотата на предложения модел на квантовата механика. Тяхната статия "Възможно ли е да се вземе под внимание квантово-механично описание на физическата реалност?" Издаден е в списание №47 "Физически преглед".

В Paradox психически наруши принципа на несигурността на Heisenberg: ако има два частици с общ произход, можете да измерите състоянието на една частица и да се предскаже състоянието на другия, над което измерването все още не е било произведени. Анализ в същата година, подобни теоретично взаимозависими системи, Schrödinger ги нарича "объркващо" (английски. заплетено.). По-късно английски заплетено. и инж. заплитане станаха общоприети термини в англоговорящите публикации. Трябва да се отбележи, че самият Шредингер смята за объркването на частиците, само докато физически взаимодействат помежду си. Когато изваждате възможни взаимодействия, объркването изчезна. Това означава, че значението на термина в Schrödinger е различно от това, което в момента е предназначено.

Айнщайн не смята за EPR-Paradox като описание на валиден физически феномен. Това беше умственият дизайн, създаден, за да демонстрира противоречията на принципа на несигурност. През 1947 г., в писмото Макс, той нарече подобна връзка между объркващи частици "ужасна дълга граница" (тя. spukhafte fernwirkung., инж. призрачно действие на разстояние Роден):

Ето защо не мога да повярвам, тъй като (това) теорията е несъвместима с принципа, че физиката трябва да отразява реалността във времето и пространството, без (някои) ужасни дълги разстояния.

Оригинален текст (то.)

Их Kann Aber Daranb Nicht Ernsthaft Daran Glauben, Weil умират Theorie Mit Dem Grundsatz Unvereinbar IST, Dass Die Physik Eine Wirclichkeit в Zeit und Raum darstellen Soll, Ohne Spukhafte Fernwirkungen.

- "Заплетени системи: нови посоки в квантовата физика"

Още в следващата стая "Физически преглед" BOR публикува отговора си в статията със същото заглавие, както и авторите на парадокса. Поддръжниците на Бора смятат, че отговорът му е задоволителен, а самият на EPR-Paradox е бил причинен от неправилно разбиране на същността на "наблюдателя" в квантовата физика Айнщайн и неговите поддръжници. Като цяло, повечето физици просто се елиминират от философските трудности на тълкуването на Копенхаген. Уравнението на Schrödinger работи, прогнозите съвпаднаха с резултатите и в рамките на позитивизма на това беше достатъчно. Грибин пише за това: "Да стигнем от точка и до точката Б, водачът не знае непременно какво се случва под качулката на колата му." Епибралът също така постави думите на Файнман в книгата си:

Мисля, че мога да отговоря, за да декларирам, че никой не разбира квантовата механика. Ако има възможност, спрете да се запитате "какво е възможно?" - Тъй като ще бъдете доведени до задънена улица, от която никой друг не е бил избран.

Неравенство в звънеца, експериментални проверки на неравенството

Това състояние на нещата не беше много успешно за развитие. физическа теория и практики. "Инициалист" и "ужасният дълъг обхват" бяха игнорирани почти 30 години, докато не се интересуваха от ирландския физик Джон Бел. Вдъхновен от идеите на Бома (виж теорията на de Broglya - Boma), Бел продължи да анализира EPR-Paradox и формулира неравенствата си през 1964 година. Много опростяване на математически и физически компоненти, може да се каже, че две уникални признати ситуации, последвани от работата на звънеца по време на статистически измервания на състоянията на сложни частици. Ако състоянията на две объркващи частици са дефинирани по време на разделянето, трябва да се извърши едно неравенство на звънеца. Ако състоянията на две заплетени частици не са несигурни, докато състояние на един от тях се измерва, тогава трябва да се извърши друго неравенство.

Неравенствата в Бела предоставиха теоретичната база за възможни физически експерименти, но от 1964 година техническа база Не им позволих да ги сложат. Първите успешни експерименти за проверка на неравенствата на Bella бяха извършени с клауза. (инж.)руски И Фридман през 1972 година. От резултатите последва несигурността на състоянието на двойката сложни частици преди измерване над един от тях. И все пак до 80-те години на 20-ти век квантовият съединител беше разгледан от повечето физици като "не нов некласически ресурс, който може да се използва, а по-скоро като объркване, чакайки окончателното обяснение."

Въпреки това, експериментите на групата ClaUser следваха експериментите на маймуна (инж.)руски През 1981 година. В класическия експеримент ESPE (виж) две фотонни потоци с нулево общо завъртане, заминаване от източника С., отиде в призмата на Никола а. и б.. Благодарение на двойния Bempan, разделянето на поляризациите на всеки от фотоните на елементарния, след което лъчите са били изпратени на детектори D +. и Д-. Сигнали от детектори чрез фотоумнотиплители, въведени в регистрационното устройство R.където е изчислена неравенството на Бел.

Резултатите, получени както в експериментите на Фридман Клоузър, така и в експериментите на ASPE, ясно говореха в полза на липсата на местен реализъм на Айнщайн. "Creepy Long-Range" от психически експеримент най-накрая стана физическа реалност. Последна стичка На местността е нанесено през 1989 г. от многосвързаните държави на Грийнбергер - рог - Цайлингер (инж.)руски който положи основата на квантовата телепортация. През 2010 г. Джон Клаузер (инж.)руски , Ас АСПА (инж.)руски И Антон Цийлнър стана лауреати на наградата Wholf във физиката "за основен концептуален и експериментален принос към основите на квантовата физика, по-специално за поредица от все по-нарастващи инспекции на неравенствата на Bella (или разширени версии на тези неравенства), използвайки объркан квантов държави. "

Модерен етап

През 2008 г. групата на швейцарски изследователи от университета в Женева успяха да разпространят два потока объркващи фотони на разстояние 18 километра. Наред с други неща, му е позволено да произвежда временни измервания с недостижима преди това точност. В резултат на това беше установено, че ако настъпи някакво скрито взаимодействие, скоростта на нейното разпределение трябва да бъде най-малко 100 000 пъти, за да надвишава скоростта на светлината във вакуум. При по-ниска скорост ще се видят временни закъснения.

През лятото на същата година, друга група изследователи от австрийски (инж.)руски , включително Tsaylinger, успя да постави още по-мащабен експеримент, разделяйки потоците на сложни фотони с 144 километра, между лабораториите на островите Ла Палма и Тенерифе. Продължаване и анализ на такъв широкомащабен експеримент продължава последна версия Докладът е публикуван през 2010 г. В този експеримент е възможно да се елиминира възможният ефект на недостатъчното разстояние между обектите по време на измерването и недостатъчната свобода на избора на настройките за измерване. В резултат на това квантовото объркване отново се потвърждава и съответно бе потвърдено нелокалното естество на реалността. Вярно е, че третият възможен ефект остава - не е достатъчно пълна проба. Експеримент, в който всичките три потенциални влияния ще бъдат изключени едновременно, през септември 2011 г. е въпрос на бъдещето.

В повечето експерименти с сложни частици се използват фотони. Това се дължи на относителната простота за получаване на объркващи фотони и тяхното прехвърляне към детектори, както и двоичната природа на измереното състояние (положителна или отрицателна спиралност). Въпреки това, феноменът на квантовото объркване съществува за други частици и техните държави. През 2010 г. международният екип на учени от Франция, Германия и Испания получи и изследва сложни квантови състояния на електрони, т.е. частици с маса, в твърд свръхпроводник от въглеродни нанотръби. През 2011 г. изследователите успяха да създадат състояние на квантова сложност между отделен рубиди атом и кондензатът на Bose Einstein, разделен на 30 метра.

Име на феномена в руско-говорящите източници

С устойчив английски термин Квантово заплитане., последователно използван в англоговорящи публикации, руско-говорящите работи демонстрират голямо разнообразие от узус. От тези, които са намерени в източници по темата за термините, можете да се обадите (по азбучен ред):

Такова разнообразие може да се обясни по няколко причини, включително обективното присъствие на два определени обекта: а) самата държава (инж. квантово заплитане.и б) наблюдавани ефекти в това състояние (инж. призрачно действие на разстояние ), които в много руско-говорящи работи се различават в контекста, а не терминологично.

Математическа формулировка

Получаване на объркващи квантови състояния

В най-простия случай, източникът С. Потоците на объркващи фотони обслужват определен нелинеен материал, върху който се изпраща лазерният поток дефинирана честота и интензивност (схема с един emmiter). В резултат на спонтанно параметрично разсейване (SPR) на изхода се получават два поляризационни конуса. Х. и В.Носене на двойки фотони в объркващо квантово състояние (Bephotes).

Когато Алберт Айнщайн е изумен от "ужасната" връзка между частиците между частиците, той не мисли за общата си теория за относителността. Теорията на Einstein е описва как тежестта се случва, когато масивните обекти деформират тъканта ...

Когато Алберт Айнщайн е изумен от "ужасната" връзка между частиците между частиците, той не мисли за общата си теория за относителността. Век теорията на Айнщайн описва как тежестта възниква, когато масивните обекти деформират тъканта на пространството и времето. Квантово объркване, ужасният източник на Айнщайн уплашен, като правило засяга малките частици, които леко действат върху тежестта. Прахът деформира матрака, точно същият като субатомската частица, която усуква пространството.

Въпреки това, физикът-терпет Марк Уанг Раджамдонк заподозря, че тънкостите и пространственото време всъщност са свързани помежду си. През 2009 г. той изчисли, че пространството без объркване не може да се запази. Той написа работата, от която се стичаше надолу, че квантовото объркване е игла, която зашива гоблен-времето.

Много списания отказаха да публикуват работата си. Но след годините на първоначалния скептицизъм изучаването на идеята, че объркването формира пространство-време, тя става една от най-горещите тенденции във физиката.

"Излизането от дълбоките основи на физиката, всичко показва, че пространството трябва да бъде свързано с объркването", казва Джон Прескил, физик на теоретика от Калтеха.

През 2012 г. се появи друга провокативна работа, която представлява парадокса на сложни частици вътре и извън черната дупка. За по-малко от година два експерти в тази област предлагат радикален разтвор: сложните частици са свързани чрез червените червеи - тунелите на пространството-време, представени от Айнщайн, които в момента се появяват еднакво на страниците на списания във физиката и в. \\ T научна фантастика. Ако това предположение е вярно, объркването не е ужасно съединение от далечни разстояния, което мисълта на Айнщайн - напълно истински мост, свързващ отдалечени точки в пространството.


Много учени намират тези идеи, достойни за внимание. В последните години Физика Привидно несвързани специалитети, договорени за тази област на объркване, пространство и червей. Учените, които някога са се фокусирали върху създаването на неповторими квантови компютри, днес отразяват дали вселената не е квантов компютър, който тихо програмира пространството в сложна мрежа от тънкости. "Всичко напредва един невероятен начин", казва Уанг Рамсдън от Университета на Британска Колумбия във Ванкувър.

Физиката лежеше големи надежди за това къде ще доведе това свързване на пространството-време с объркване. От блясъка описва как работи пространството; Новите проучвания могат да отворят завесата, където идва пространството - времето и как изглежда най-малката скала, която лежи в авторитета на квантовата механика. Объркването може да бъде тайна съставка, която ще се обединят, що се отнася до несъвместимите зони в теорията на квантовата гравитация, позволявайки на учените да разберат условията в черната дупка и състоянието на вселената в първите моменти след голяма експлозия.

Холограми и кутии със супа

Wang Rajamsdonka Insight през 2009 г. не се материализира от въздуха. Тя се корени в холографския принцип, идеята, че границата, която ограничава обема на пространството, може да съдържа цялата информация в нея затворник. Ако приложите холографския принцип ежедневиетоЛюбопитният служител може идеално да реконструира всичко, което е в офиса - купчина хартия, семейни снимки, играчки в ъгъла и дори файлове на твърдия диск на компютъра - просто гледат външните стени на квадратния офис.

Тази идея е противоречива, като се има предвид фактът, че стените имат две измерения, а вътрешността на офиса е трима. Но през 1997 г. Хуан Молдова, теоретик, тогава от Харвард, донесе интригуващ пример, че холографският принцип може да разкрие вселената.

Той започна с противоречие, което прилича на пространствено време, в което преобладава гравитацията, но има редица странни атрибути. Тя е извита по такъв начин, че светлината на светлината, излъчвана на определено място, в крайна сметка ще се върне оттам, където се появи. И въпреки че вселената се разширява, анти-божественото пространство не се опъва и не се компресира. Поради такива характеристики, парче анти-татично пространство с четири размери (три пространствени и едно временно) може да бъде заобиколена от триизмерна граница.

Малдаш се обърна към цилиндъра на пространството против де-цитер. Всеки хоризонтален цилиндър парче представлява състоянието на своето пространство в момента, докато вертикалното измерване на цилиндъра представлява времето. Малдасен заобикаляше границата на цилиндъра за холограмата; Ако анти-де-цитерното пространство е банкова супа, границата ще бъде етикет.

На пръв поглед изглежда, че тази граница (етикет) няма нищо общо с пълнежа на цилиндъра. Граничният "етикет", например, отговаря на правилата на квантовата механика, а не гравитацията. Въпреки това гравитацията описва пространството в съдържанието на "супата". Малдасна показа, че етикетът и супата са еднакви; Квантовите взаимодействия на границата перфектно описват анти-детерцирното пространство, което тази граница се затваря.

"Две тези теории изглеждат напълно различни, но точно описват едно и също нещо", казва Прескил.


Малдазена добави инвеаване в холографското уравнение през 2001 година. Той представи пространството в две банки със супа, всяка от които съдържа черна дупка. След това създадоха еквивалента на самостоятелен телефон от чашите, свързващи черни дупки с червей-тунел през пространството-време, първо предложен от Айнщайн и Нейтън Росен през 1935 година. Малдасна търсеше начин да създаде еквивалент на такава връзка на пространството-време на етикети на кутиите. Номерът, както разбираше, беше в объркване.

Като червеи, квантовото объркване свързва обекти, които нямат очевидна връзка. Квантовият свят е размазано място: електронът може да се върти в двете посоки едновременно, като е в състоянието на суперпозицията, докато измерванията да дадат точен отговор. Но ако два електрона са объркани, измерването на въртенето позволява на експериментатора да познава другия електронен въртене - дори ако партньорският електрон е в състояние на суперпозиция. Тази квантова връзка остава дори ако електроните са разделени с метри, километри или светлинни години.

Малдаш показа, че с помощта на объркване на частици на един етикет с частици към друг, можете идеално да определите квантово-механично връзката на червената дупка. В контекста на холографския принцип, сложността е еквивалентна на физическото свързване на парчета пространствено време заедно.

Вдъхновен от това свързване с пространството-време, ван Рамсдънк се зачуди колко объркването може да играе при формирането на пространството-време. Той въвежда най-чист етикет на буркан с квантова супа: бяло, съответстващо на празен диск на анти-цитерното пространство. Но знаеше, че според основите на квантовата механика празното пространство никога няма да бъде напълно празно. Тя е пълна с двойки частици, които се появяват и изчезват. И тези частици на флота са объркани.

Следователно Van Raamsdonk боядисана въображаема бисекция на холографския етикет и след това математически счупи квантовото объркване между частиците на половината от етикета и частиците към друг. Той установи, че съответният диск на пространството за борба с детрия започва да споделя наполовина. Сякаш объркващите частици бяха куки, които държат платно пространство и време на място; Без тях пространството-време ще се разпадне. Тъй като Van Rajamsdonk претърпява степен на объркване, част от пространството, свързана с разделени региони, стана по-тънка, като гумена нишка, която се простира от дъвчането.

"Това ме кара да мисля, че наличието на пространство започва с наличието на объркване."

Това беше смело изявление и отне отне времето за работа Уанг Раджамдонка, публикувана в общия релат и гравитацията през 2010 г., привлече сериозно внимание. Огънят на интерес вече беше зададен през 2012 г., когато четирима физици от Калифорния в Калифорния в Санта Барбара написаха работа, която оспорва общоприетите убеждения за хоризонта на събитията, точките на невъзвръщането на черната дупка.

Истината, скрита от защитната стена

През 70-те години физическият теоретик Стефан Хокинг показа, че двойките сложни частици са едни и същи видове, които Van Rajamsdonk по-късно анализира в своята квантова граница - може да се разпадне на хоризонта на събитията. Един пада в черна дупка, а другата избяга с така наречената радиация на Хокинг. Този процес постепенно избутва масата на черната дупка, която в крайна сметка води до смъртта си. Но ако черните дупки изчезнат, записването на всичко, което падна вътре, трябва да изчезне заедно с него. Квантовата теория твърди, че информацията не може да бъде унищожена.

От 90-те години, няколко физици на теоретис, включително Леонард Саскинд от Станфорд, предложиха решение на този проблем. Да, казаха те, материята и енергията попада в черна дупка. Но от гледна точка на външния наблюдател този материал никога не преодолява хоризонта на събитията; Изглежда, той балансира лицето си. В резултат на това хоризонта на събитието става холографска граница, съдържаща цялата информация за пространството в черната дупка. В крайна сметка, когато черната дупка се изпари, тази информация се удавя под формата на радиация на заглушаване. По принцип наблюдателят може да събере тази радиация и да възстанови цялата информация за дълбините на черната дупка.

В нашата работа на 2012 г. физиката Ахмед Алмкери, Доналд Маролф, Джеймс Сали и Джоузеф Полчини заявиха, че в тази снимка нещо не е наред. За един наблюдател, който се опитва да събере пъзел от това, което е вътре в черната дупка, една, всички отделни части на пъзела - частиците на радиацията на Хокинг трябва да бъдат объркани. Също така, всяка раклажна частица трябва да бъде въведена с първоначалния си партньор, който падна в черна дупка.

За съжаление, едно объркване не е достатъчно. Квантовата теория твърди, че за да има сложността да присъства между всички частици извън черната дупка, трябва да се изключи слосността на тези частици с частици вътре в черната дупка. В допълнение, физиката установи, че счупването на една от тънкостите ще даде непроницаема енергийна стена, така наречената защитна стена, на хоризонта на събитията.

Много физици се съмняват, че черните дупки действително ще се изпарят всичко, което се опитваше да проникне ввътре. Но възможността за съществуване на защитната стена предполага тревожни мисли. Преди това физиците вече са мислили за това как изглежда пространството в черната дупка. Сега те не са сигурни дали черните дупки имат "вътре" като цяло. Всичко, сякаш са завършени, отбелязва прескрима.

Но Саскинд не прие. Той прекара години, опитвайки се да докаже, че информацията не изчезва вътре в черната дупка; Днес той също е убеден, че идеята за защитната стена е погрешна, но не беше възможно да го докаже. Веднъж получил тайнствено писмо от Малдасен: "Имаше малко в него", казва Саскинд. - само er \u003d epr. " Малдасна, която в момента работи в Института за напреднали изследвания в Принстън, помисли си за работата си с бреговете на Sup 2001 и се заинтересува, дали червените червеи могат да позволят прехващащото объркване, генерирано от проблема с защитната стена. Саскинд бързо взе тази идея.

Статията, публикувана в германското списание Fortschritte der Physik през 2013 г., Малдасен и Сасенд заявиха, че чернокрина е технически моста на Айнщайн-Росен, или е еквивалент на квантовото объркване. (По ЕПП, експериментът на Айнщайн-Подолски-розен, който трябваше да разсее митологичното квантово объркване). Това означава, че всяка радиационна частица на кокос, независимо от това колко далеч е от самото начало, е пряко свързана с мрежите на черната дупка кратък път чрез пространствено време.

"Ако се движите през червей, далечни неща не са толкова далеч", казва Саскинд.

Сасенкинд и Малдасен предложиха да съберат всички частици на Хокинг и да ги избутат, докато се срутят в черна дупка. Тази черна дупка ще бъде объркана, което означава червея на червея с оригиналната черна дупка. Този трик обърна заплетената смес от ходосои частици - парадоксално заплетена с черна дупка и между себе си - в две черни дупки, свързани с червеи. Претоварването на объркването беше разрешено и проблемът на защитната стена беше изтощен.

Не всички учени скочиха до главата на трамвай ER \u003d EPR. Сасенкинд и Малдаш признават, че трябва да направят много работа, за да докажат еквивалентността на червената и объркването. Но след като мислех за последствията от Paradox Paradox, много физици са съгласни, че пространството-времето в черната дупка се изисква от съществуването на объркване с радиация отвън. Това е важна представа, отбелязва прескриването, защото също така означава, че цялата тъканна тъкан е вселената, включително този блок, който ние заемаме, е продукт на квантово зловещо действие.

Космически компютър

Едно е да се каже, че вселената проектира пространствено време чрез объркване; Това е напълно различно - да покажем как вселената го прави. Тази предизвикателна задача беше направена от прецизност и колеги, които решиха да разгледат пространството като колосален квантов компютър. Почти двадесет години учените са работили върху изграждането на квантови компютри, които използват информация, криптирана в объркани елементи, като фотони или малки чипове за решаване на проблеми, с които традиционните компютри не могат да се справят. Екипът на предубеждението използва знанията, придобити в резултат на тези опити да предскаже как отделни части вътре в буркана със супа могат да бъдат отразени в заплетен етикет.

Квантовите компютри работят, експлоатиращи компоненти, които са в суперпозицията на състояния като носители на данни - те могат да бъдат нули и единици едновременно. Но състоянието на суперпозицията е много крехко. Излишната топлина, например, може да унищожи държавата и цялата Quantum информация, затворена в нея. Тези загуби на информация, които прецизът се сравнява с страниците на лентата в книгата, изглежда неизбежен.

Но физиците реагираха на това чрез създаване на квантова протокола за корекция на грешки. Вместо да разчитате на една частица за съхраняване на квантов бит, учените споделят данни между няколко сложни частици. Книгата, написана на езика на корекцията на квантовата грешка, ще бъде пълна с глупост, казва прескраздаването, но цялото му съдържание може да бъде възстановено, дори ако половината от страниците ще изчезнат.

Квантовата корекция на грелата привлече много внимание през последните години, но сега прецизът и колегите му подозират, че природата измисли тази система за дълго време. През юни, в списание на физиката с висока енергийна енергия, прецизността и неговият екип показаха как да объркат набора от частици на холографската граница перфектно описват една частица привлекателна гравитация вътре в парче анти-де-цитерно пространство. Малдасен казва, че това находка може да доведе до по-добро разбиране за това как холограмата кодира всички подробности за пространството-времето, което заобикаля.

Физиката признават, че техните отражения трябва да преминат през дълъг път, за да се поберат реалността. Докато пространството за борба с де-детето предлага физици предимството на работата с добре дефинирана граница, вселената няма такъв ясен етикет на кутия със супа. Космосът на пространството на кърпата се разширява от момента на големия взрив и продължава да го прави в нарастващ темп. Ако изпратите лъч светлина в космоса, той няма да се разгърне и няма да се върне; Той ще лети. "Не е ясно как да се определи холографската теория на нашата вселена, - пише Молсина през 2005 година. - Просто няма удобно място за настаняване на холограма. "

Въпреки това, независимо колко странно звучат всички тези холограми, банки със супа и червеи, те могат да станат обещаващи песни, които ще доведат до сливането на квантовите ужасни действия с геометрията на пространството. В работата си по червеи, Айнщайн и Росен обсъдиха възможните квантови последици, но не разполагаха с връзки с тяхната работа за ранно заплитане. Днес тази връзка може да помогне за комбиниране на квантовата механика от квантовата теория на тежестта. Въоръжени с такава теория физиката може да разглоби мистериите на държавата на младата вселена, когато въпросът и енергията се вписват в безкрайно малка точка на пространството.публикувано

Квантово объркване

Квантово объркване (съединител) (ENG. заплитане) - квантово механично явление, при което трябва да се опише квантовото състояние на два или повече обекта, дори ако отделни обекти са разделени в пространството. В резултат на това възникват корелации между наблюдаваните физически свойства обекти. Например, можете да приготвите два частици, които са в едно квантово състояние, така че когато една частица се наблюдава в състояние на задната част, тогава завъртането на другия се оказва насочено надолу, а напротив, и това е така Въпреки факта, че според квантовата механика, предскажете какво всъщност всеки път, когато получите указания, това е невъзможно. С други думи, изглежда, че измерванията, извършени над една и съща система, имат незабавен ефект върху объркването му. Въпреки това, какво се разбира от информацията в класическия смисъл, все още не се предава чрез объркване по-бързо, отколкото със скоростта на светлината.
Преди това първоначалният термин "заплитане" е преведен обратното по значение - като объркване, но смисълът на думата е да се запази комуникацията дори след сложната биография на квантовата частица. Така че, в присъствието на връзката между двете частици в клуба на физическата система, "нагоре." Една частица, която може да се определи другата.

Квантовото объркване е основата на такива бъдещи технологии като квантова компютърна и квантова криптография и е използвана в експерименти върху квантовата телепортация. В теоретичен и философски план това явление Това е една от най-революционните свойства на квантовата теория, тъй като може да се види, че корелациите, предсказани от квантовата механика, са напълно несъвместими с възгледите на О, изглежда, че очевидното местност на реалния свят, в който информацията за Състоянието на системата може да бъде предадено само чрез най-близката си среда. Различни възгледи за факта, че в действителност се случва по време на квантово-механичния процес на объркване, водят до различни интерпретации на квантовата механика.

История на въпроса

През 1935 г. Айнщайн, Подолски и Росен формулираха известния парадокс на Айнщайн - Подолски - Росен, който показа, че се дължи на връзката, квантовият механик става нелокална теория. Известно е, че свързваната роза на Айнщайн го нарича "кошмарен дълъг обхват. Естествено, нелокалната свързаност опровергана постулат на ограничителната скорост на светлината (предаване на сигнала).

От друга страна, квантовата механика перфектно се доказа в предсказване на експериментални резултати и дори силни корелации, които се наблюдават поради явлението на объркване. Има начин, който прави привидно успешно обяснение на квантовото объркване - подходът на "теорията на скритите параметри", в която някои, но неизвестни микроскопични параметри съответстват на корелациите. Въпреки това, през 1964 г., J. S. Bell показва, че "добрата" местна теория не би могла да изгради така или иначе, т.е. объркването, предсказано от квантовата механика, може да бъде експериментално отличена от резултатите, предвидени от широка класови теории с локални скрити параметри. . Резултатите от следващите експерименти дадоха зашеметяващо потвърждение на квантовата механика. Някои проверки показват, че в тези експерименти има редица затруднения, но обикновено се признават, че са незначителни.

Свързаността води до интересни отношения с принципа на относителността, който твърди, че информацията не може да бъде прехвърлена от място на място по-бързо, отколкото при скоростта на светлината. Въпреки че две системи могат да бъдат разделени на голямо разстояние и да бъдат объркващи, преминават през тяхната връзка. полезна информация Това е невъзможно, така че причинността не е нарушена поради объркване. Това се случва по две причини:
1. Резултатите от измерванията в квантовата механика са фундаментално вероятностни;
2. Теоремата за клониране на квантовото състояние забранява статистическата проверка на объркващите държави.

Причини за влияние на частиците

В нашия свят има специални състояния от няколко квантови частици - сложни състояния, при които се наблюдават квантови корелации (като цяло, корелацията е връзката между събитията над нивото на случайните съвпадения). Тези корелации могат да бъдат намерени експериментално, което е направено за първи път преди повече от двадесет години и сега рутинно се използва в различни експерименти. В класиката (т.е. има два вида корелации в NEVENT) света - когато едно събитие е причината за друга или когато и двете имат обща причина. В квантовата теория третият тип корелация възниква, свързан с нелокалните свойства на объркващите състояния на няколко частици. Този трети тип корелация е трудно да си представим използването на обичайните аналогии на домакинствата. Или може би тези квантови корелации имат някакво ново, неизвестно все още взаимодействие, благодарение на които се заплитат частиците (и само те!) Влияят един на друг?

Веднага си струва да се подчертае "аномалията" на такова хипотетично взаимодействие. Наблюдава се квантови корелации, дори ако откриването на две частици, разделено на голямо разстояние, се случва едновременно (в експерименталните грешки). Така че, ако това взаимодействие и се случва, тя трябва да се разпространи в лабораторната референтна система изключително бързо, с супер светлина скорост. И от това неизбежно следва, че в други референтни системи това взаимодействие изобщо ще бъде мигновено и дори ще действа от бъдещето в миналото (макар и да не нарушава принципа на причинно-следствена връзка).

Същността на експеримента

Експериментална геометрия. Поликите на обърканите фотони бяха поразени в Женева, след това фотоните бяха изпратени по протежение на оптични кабели със същата дължина (маркирани в червено) в два приемника (маркирани с буквите на APD), унищожавайки един от друг до 18 км. Образ от статията по дискусия в природата

Идеята на експеримента е следната: Създайте два объркващи фототала и ги изпратете на два детектора, които са както следва (в описания експеримент, разстоянието между двата детектори е 18 km). В същото време пътищата на фотоните към детекторите ще направят възможно същото, така че техните моменти от тяхното откриване са възможно най-близо. В тази работа моментите на откриване съвпадат с точност от около 0.3 наносекунди. Все още бяха наблюдавани квантови корелации при тези условия. Така че, ако приемем, че те "работят" поради описанието, описано по-горе, скоростта му трябва да надвишава скоростта на светлината след сто хиляди пъти.
Такъв експеримент, всъщност, беше проведен от същата група преди. Новостта на тази работа е само, че експериментът продължи дълго време. Квантовите корелации се наблюдават непрекъснато и не изчезват по всяко време.
Защо е важно? Ако хипотетичното взаимодействие се прехвърля в някаква среда, тогава тази среда ще има подчертана референтна система. Поради въртенето на земята лабораторната референтна система се движи по отношение на тази референтна система при различни скорости. Това означава, че интервалът между две събития за откриване на два флони ще бъде различен за тази среда, в зависимост от времето на деня. По-специално, ще има точка, в която тези две събития за тази среда ще изглеждат едновременно. (Тук, между другото, фактът на теорията на относителността се използва, че две едновременни събития ще бъдат едновременни инерционни системи референтното движение перпендикулярно свързване на линията).

Ако квантовите корелации се извършват за сметка на хипотетичното взаимодействие, описано по-горе и ако скоростта на това взаимодействие е ограничена (дори ако е страхотно), тогава в този момент корелацията би изчезнала. Следователно непрекъснатото наблюдение на корелациите през деня би напълно затворило тази възможност. А повторението на такъв експеримент по различно време на годината ще затвори тази хипотеза дори и с безкрайно бързо взаимодействие в нейната маркирана референтна система.

За съжаление не беше възможно да се постигне това поради непостоянството на експеримента. В този експеримент, за да се каже, че корелациите са наистина наблюдавани, е необходимо да се натрупват сигнал в рамките на няколко минути. Изчезването на корелациите, например, за 1 секунда този експеримент не може да бъде забелязан. Ето защо авторите не могат да затворят напълно хипотетичното взаимодействие, но само получиха ограничение за скоростта на нейното разпределение в тяхната изтъкнателна референтна система, която, разбира се, силно намалява стойността на получения резултат.

Може би...?

Читателят може да попита: и ако все пак, хипотетичната възможност, описана по-горе, се прилага, но просто се колебае поради несъвършенството си, означава ли това означава, че теорията за относителността е неправилна? Възможно ли е да се използва този ефект за суперлистранна предаване на информация или дори да се движи в пространството?

Не. Хипотетичното взаимодействие на описаната по-горе конструкция служи единна цел - Това са "предавките", които правят квантовите корелации "работа". Но вече е доказано, че с помощта на квантови корелации е невъзможно да се прехвърли информация по-бърза скорост Света. Следователно, какъв би бил механизмът на квантовите корелации, той не може да наруши теорията на относителността.
© Игор Иванов

Виж терсионните полета.
Основи на финия свят - физически вакуумни и торсионни полета. четири.

Квантово объркване.




Copyright © 2015 Любов сертификат