Obecná biologie 

Teorie kvantového zmatku. Kvantový zmatek: teorie, princip, efekt

Partner intelektuálního projektu

Albert Einstein (1879-1955) zveřejnil díla, která to udělala slavná, především v raných fázích vědecké kariéry. Práce obsahující základní principy speciální teorie relativity odkazuje na 1905, obecná teorie Relativnost - do roku 1915. Kvantová teorie fotografického efektu, pro kterou konzervativní Nobelský výbor udělil vědeckou cenu, také odkazuje na 1900s.

Lidé, kteří mají nepřímý přístup k vědě, zpravidla nemají představu o vědecké činnosti Alberta Einsteina po emigraci ve Spojených státech v roce 1933. A musím říct, že se zapojil do problému, který byl tak dosud vyřešen. Mluvíme Na tzv. Teorii jednotlivých polí ".

Celkem existují čtyři typy základních interakcí v přírodě. Gravitační, elektromagnetické, silné a slabé. Elektromagnetická interakce je interakce mezi částicemi s elektrickým nábojem. Ale nejen jevy, které jsou v domácím vědomí spojeny s elektřinou, dochází v důsledku elektromagnetické interakce. Vzhledem k tomu, například pro dvě elektrony, síla elektromagnetického odporu výrazně překračuje sílu gravitační přitažlivosti, vysvětlují interakce jednotlivých atomů a molekul, to znamená, že chemické procesy a vlastnosti látek. Většina z jevů klasická mechanika (tření, pružnost, povrchní napětí) jsou založeny na jeho základě. Teorie elektromagnetické interakce byla vyvinuta v XIX století James Maxwell, který kombinoval elektrickou a magnetickou interakci, a to bylo dobře známé Einstein spolu s pozdějšími kvantovými interpretacemi.

Gravitační interakce je interakce mezi hmotami. Je věnován obecné teorii relativity Einstein. Silná (jaderná) interakce se stabilizuje jádra atomů. To bylo teoreticky předpovězeno v roce 1935, kdy bylo jasné, že neexistuje dostatek známých interakcí na odpověď na otázku: "Co drží protony a neutrony v atomových jadech?" Existence silné interakce obdržela první experimentální potvrzení v roce 1947. Díky své studii v šedesátých letech byly otevřeny Quarks a nakonec v 70. letech bylo postaveno více či méně úplné teorie interakce kvarků. Slabá interakce se také vyskytuje v atomovém jádru, působí na kratší vzdálenosti než silná a menší intenzita. Bez ní by však nebyla žádná termonukleární syntéza, která zajišťuje například sluneční energii, půdu a p-rozpad, díky které bylo otevřené. Skutečnost je, že když se β-rozpad nevyskytuje, protože fyzici říkají, zachování parity. To znamená, že pro jiné interakce by se výsledky experimentů provedených na zrcadlových symetrických instalacích měly shodovat. A pro experimenty o studiu β-rozpadu se shodovaly (o základním rozdílu pravého a levého bylo již diskutováno v jednom z přednášek Polit.RU). Objev a popis slabé interakce klesl na konci 50. let.

Dnes v rámci standardního modelu (ona byla také nedávno věnována polit.ru), elektromagnetické, silné a slabé interakce byly kombinovány. Podle standardního modelu se celá látka skládá z 12 částic: 6 leptonů (včetně elektronu, Muon, Tau-Lepton a tři neutrinos) a 6 kvarků. Existují ještě 12 antiparticles. Všechny tři interakce mají své vlastní nosiče - bosony (foton je boson elektromagnetické interakce). Ale gravitační interakce, zatímco sjednocená se zbytkem selhala.

Zemřel v roce 1955 Albert Einstein neměl čas se dozvědět o slabé interakci a málo - o silném. Snažil se tak kombinovat elektromagnetickou a gravitační interakci, a to je úkol a dnes není vyřešen. Vzhledem k tomu, že standardní model je v podstatě kvantový, je nutná kvantová teorie gravitace pro kombinování gravitační interakce. K dnešnímu dni není důvod pro celní příčiny.

Jedním z problémů s kvantovou mechanikou, zejména vyslovoval, když o tom musíme mluvit s ne-specialistou, je jeho non-attormalita a dokonce i anti-Attitude. Ale i vědci jsou často zavádějící s tímto anti-Attitude. Budeme analyzovat jeden příklad ilustrující to, a užitečné pro pochopení dalšího materiálu.

Z hlediska kvantové teorie až do měření částic je ve stavu superpozice - to znamená jeho charakteristika ve stejnou dobu S nějakou pravděpodobností každý Z možných hodnot. V době měření se superpozice odstraní a měřicí skutečnost nutí částici, aby se specifický stav. To samo o sobě odporují intuitivním myšlenkám člověka o povaze věcí. Ne všichni fyzici se shodli na tom, že taková nejistota je základním majetkem věcí. Zdálo se, že to bylo nějaký druh paradoxu, který by později objasnil. Bylo to o tom, že slavná fráze Einstein, vyslovila ve sporu s Niels Bor "Bůh nehraje v kosti." Einstein věřil, že ve skutečnosti bylo vše deterministické, nemůžeme ji ještě měřit. Správnost opačné polohy byla později prokázána experimentálně. Zvláště jasné - v experimentálních studiích kvantového zmatku.

Kvantový zmatek - situace, ve které jsou spojeny kvantové charakteristiky dvou nebo více částic. Může se vyskytnout například v případě, že se částice narodily v důsledku téže události. Ve skutečnosti je nezbytné, aby byla stanovena celková charakteristika všech částic (například z důvodu jejich celkového počátku). S takovým systémem částic je ještě podivnější než s jedním částicem, věc. Pokud například během experimentu změřte stav jednoho ze složitých částic, to znamená, že je nutit, aby se specifický stav, pak se superpozice automaticky odstraní z jiné matoucí částice, na kterou vzdálenost byla. To bylo prokázáno experimentálně v 70. až 80. letech. K dnešnímu dni se experimentátorů podařilo získat kvantové-zamotané částice oddělené několika set kilometrů. Ukazuje se tedy, že informace jsou přenášeny z částic do částic s nekonečnou rychlostí, vědomě větší rychlostí světla. Einstein, který trvale stojící na deterministických pozicích, odmítl tuto situaci zvážit něco velkého než abstraktního vzhledu. Ve svém dopise se narodil fyzika, který byl ironicky nazýván interakcí složitých částic "hrozný dlouhý dosah".

Legrační domácí ilustrace fenoménu kvantového zmatku přišel s fyzikem John Bell. Měl rozptýlený kolega Randold Bertlman, který často přišel pracovat v různých ponožkách. Bell žertoval, že kdyby viditelná jen jedna Bertlmanová ponožka byla viditelná a on je růžová, pak o druhé, i když ho viděl, můžete úplně říct přesně, že není růžový. Samozřejmě je to jen legrační, který se nevztahuje na pronikání do podstaty věcí analogii. Na rozdíl od částic, které jsou až do okamžiku měření ve stavu superpozice, ponožka od dopoledne na noze je stejná.

Kvantový zmatek a jeho související účinek s dlouhým dosahem s nekonečnou rychlostí jsou považovány za reálné, experimentálně osvědčené jevy. Snaží se najít praktické použití. Například při konstrukci kvantového počítače a vývoj metod kvantové kryptografie.

Práce v regionu teoretická fyzikav uplynulém roce dávají naději, že problém budování teorie kvantová gravitace A tedy bude konečně vyřešena teorie jednotné pole.

V červenci letošního roku, americký Maldasen a Sasskind teoretik fyzici pokročil a oddal teoretický koncept kvantového zmatku černých otvorů. Připomeňme si, že černé díry jsou velmi mohutné objekty, gravitační atrakcí, ke které je tak skvělé, což je chváleno pro ně určitou vzdálenost, dokonce i nejrychlejší objekty na světě - světlo kvanta - nemůže uniknout a odletět. Vědci drželi duševní experiment. Zjistili-li, že pokud vytvoříte dva kvantové-zamotané černé díry, a pak je odstraňte z sebe navzájem na určitou vzdálenost, vzniká se tzv. Tzv. Placitelné moučky nora. To znamená, že jídlo nora ve svých vlastnostech je totožná s dvojicí kvantových zamotaných černých otvorů. Díry mobilu stále ještě zbývají hypotetické topologické rysy časoprostoru, tunely, které jsou v dodatečném rozměru spojující dva body trojrozměrného prostoru najednou. Moly jsou populární ve fantastické literatuře a kině, protože prostřednictvím některých z nich, zejména exotické, teoreticky možné vytvořit mezihvězdné cestování a čas cestování. Prostřednictvím neprůchodných molů vyplývajících z kvantového zmatku černých otvorů, není možné cestovat ani sdílet informace. Jen v případě, že podmíněný pozorovatel vstoupí jeden z dvojice kvantových-zamotaných černých otvorů, bude tam stejné místo, kde by byl, jít do druhého.

Mobilní díry jsou vyžadovány jejich existencí gravitace. Vzhledem k tomu, Maldasen a Sasskinda, experiment Muldasnes a Saskinda je vytvořen na základě kvantového zmatku, lze dospět k závěru, že gravitace není zásadní sama o sobě, ale je projevem základního kvantového efektu - kvantový zmatek.

Začátkem prosince 2013 ve stejném problému časopisu FyzickýPosouzeníPísmena. Dvě díla (,), rozvíjející se myšlenky Muldasnes a Sasskindu okamžitě vyjdou. V nich, holografická metoda a teorie řetězců byly použity k popisu změn v prostoru geometrie způsobené kvantovým záměním. Hologram je obraz v rovině, která vám umožní rekonstruovat odpovídající trojrozměrný obraz. V obecném případě vám holografická metoda umožňuje zajistit informace o N-dimenzionálním prostoru v (n-1) -mim.

Vědci se podařilo přesunout z kvantum-zamotaných černých otvorů kvantovým zamotaným párům narozených elementárních částic. V přítomnosti dostatečný počet Energie se může narodit páry sestávajícími z částic a antiparticstí. Vzhledem k tomu, že zákony ochrany by měly být prováděny, takové částice budou kvantově zmatené. Simulace takové situace ukázala, že narození několika Quark + Antikvariát vytváří vzdělávání tím, že je připojuje mobbora., a že popis stavu kvantového zmatku dvou částic je ekvivalentní popisu nepromokavého molárního otvoru mezi nimi.

Ukazuje se, že kvantový zmatek může způsobit stejné změny v geometrii prostoru, což je gravitace. Možná to otevře způsob, jak vytvořit kvantovou teorii gravitace, která nestačí k vytvoření jediné teorie pole.

· Kvantová chromodynamika · Standardní model · kvantová gravitace

Viz také: Portál: Fyzika

Kvantový zmatek (viz část "") - kvantový mechanický jev, ve kterém jsou kvantové stavy dvou nebo více Objekty jsou vzájemně závislé. Taková vzájemná závislost zůstává, i když jsou tyto objekty odděleny v prostoru nad rámec známých interakcí, což je v logickém rozporu se zásadou lokality. Můžete například získat pár fotonů, které jsou v matoucím stavu, a pak pokud se při měření spin z první částice, heliralita se ukáže být pozitivní, pak odpor druhého se vždy ukazuje, že je negativní a naopak.

Studie historie

Boron a Einsteinský spor, EPR-Paradox

Kodaň interpretace kvantové mechaniky považuje funkci vlny, dokud se měří jako v superpozici států.
Obrázek ukazuje orbitální atom vodíku s hustotami pravděpodobnosti (černá-nulová pravděpodobnost, bílá je největší pravděpodobnost). V souladu s výkladem Kodani, při měření dojde k nevratnému kolapsu funkce vlny a trvá určitou hodnotu, a pouze sada možných hodnot je předvídatelný, ale ne výsledek určitého měření.

V pokračování sporů začal, v roce 1935, Einstein, Podolsky a Rosen formuloval EPR-Paradox, který musel ukázat neúplnost navrhovaného modelu kvantové mechaniky. Jejich článek "Je možné zvážit kvantový mechanický popis fyzické reality plné?" To bylo publikováno v časopisu №47 "Fyzická recenze".

V EPR-Paradox mentálně porušil princip nejistoty Heisenbergu: Pokud existují dvě částice, které mají obecný původ, můžete měřit stav jedné částice a předvídat stav druhého, přes který měření ještě nebylo vyrobené. Analýza ve stejném roce, podobné teoreticky vzájemně závislé systémy, Schrödinger je nazval "matoucí" (anglicky. zapletený.). Později angličtina zapletený. a eng. zapletení Obecně uznávané termíny v anglicky mluvících publikacích. Je třeba poznamenat, že Schredinger sám zvažoval částice matoucí, pouze tak dlouho, dokud se fyzicky spolupracují. Při odstraňování možných interakcí zmizel zmatek. To znamená, že význam termínu v Schrödingeru se liší od toho, který je v současné době míněn.

Einstein nezohlednil EPR-Paradox jako popis platného fyzického jevu. Byl to duševní konstrukce vytvořen tak, aby prokázal rozpory principu nejistoty. V roce 1947, v dopisu Maxi se nazval podobným vztahem mezi matoucími částicemi "hrozný dlouhý dosah" (IT. spukhafta Fernwirkung., anglicky. strašidelné akce na dálku Přeložené narozené):

Proto nemohu tomu uvěřit, protože (toto) teorie je neslučitelná se zásadou, že fyzika by měla odrážet realitu v čase a prostoru, bez (některého) hrozného dlouhého dosahu.

Originální text (to.)

Ich Kann Aber Deshalb Nicht Ernsthaft Daran Glauben, Weil Die Die Theorie Mito Dem Grundsatz Uverinbar Ist, Dass Die Fyzik Eine Wirklichkeit v Zeit und Raum Darstellen Soll, Ohne Spukhafta Fernwirkungen.

- "Zapalovací systémy: nové směry v kvantové fyzice"

Již v další místnosti "Fyzická recenze" Bor zveřejnila svou odpověď v článku se stejným názvem, stejně jako autoři paradoxu. Příznivci společnosti BORA považovali jeho reakci uspokojivé, a sám EPR-Paradox byl způsoben nesprávným porozuměním podstaty "pozorovatele" v kvantové fyzice Einstein a jeho příznivcům. Obecně platí, že většina fyziků jednoduše eliminovala z filozofických potíží s kodanským výkladem. Schrödingerová rovnice pracovala, předpovědi se shodovaly s výsledky a v rámci pozitivismu to stačilo. Gribbin píše o tom: "Chcete-li se dostat z bodu a do bodu B, řidič nemusí nutně vědět, co se děje pod kapotou jeho auta." Epigraph také položil Faynmanovy slova do své knihy:

Myslím, že můžu reagovat na prohlásit, že nikdo nerozumí kvantové mechaniky. Pokud existuje příležitost, přestaňte se ptát na sebe "Co je to možné?" - Vzhledem k tomu, že budete přivedeni na mrtvý konec, ze kterého nebyl zvolen nikdo jiný.

Zvonkové nerovnosti, experimentální inovační kontroly

Tento stav nebyl příliš úspěšný pro rozvoj. fyzická teorie a postupy. "Inicialita" a "hrozný dlouhý dosah" byly ignorovány téměř 30 let, zatímco oni neměli zájem o irský fyzik John Bell. Inspirován nápady Boma (viz teorie de Broglya - Boma), Bell pokračoval analyzovat EPR-Paradox a formuloval jeho nerovnosti v roce 1964. Velmi zjednodušující matematické a fyzické složky, lze říci, že dva jedinečně uznávané situace následovaly z práce zvonu během statistických měření států složitých částic. Pokud jsou stavy dvou matujících částic definovány v době separace, měla by být provedena jedna nerovnost zvonu. Pokud jsou stavy dvou zamotaných částic nejisté, dokud se měří stav jednoho z nich, musí být provedena další nerovnost.

Bella nerovnosti poskytly teoretický základ pro možné fyzické experimenty, ale od roku 1964 technická základna Nedovolil jsem jim dát. První úspěšné experimenty na kontrolu nerovností Bella byly provedeny klauzuli. (angl.)ruština A Friedman v roce 1972. Z výsledků následoval nejistotu státu dvojice složitých částic před měřením nad jedním z nich. A přesto až do 80. let 20. století byla kvantová spojka zvažována většinou fyziků jako "ne nový neklasický zdroj, který lze použít, ale spíše jako zmatek, čekání na konečné vysvětlení."

Experimenty skupiny CLAUSER však následovaly experimenty APE (angl.)ruština V roce 1981. V klasickém experimentu ESPE (viz) teče dva fotonové toky s nulovým úplným odstřednictvím, odchýlí se od zdroje S., šel do hranolu Nicolas a. a b.. Vzhledem k dvojitému bempráni, oddělení polarizací každé z fotonů na elementární, po kterých byly paprsky zaslány detektorům D +. a D-. Signály od detektorů prostřednictvím fotonultiérů vstoupil do registračního zařízení R.kde byla vypočtena nerovnost Bell.

Výsledky získané jak v experimentech Friedman Clauser, tak v experimentech aspe, jasně promluvily ve prospěch nedostatku místního realismu Einstein. "Strašidelný dlouhý dosah" z mentálního experimentu se konečně stalo fyzickou realitou. Poslední stick Na lokalitě bylo způsobeno v roce 1989 multi-spojenými stavy Greenberger - Horn - Tsaylinger (angl.)ruština kdo položil základnu kvantové teleportace. V roce 2010, John Clauser (angl.)ruština , Alain Aspa. (angl.)ruština A Anton Tsailinger se stal laureáty z vlčí ceny ve fyzice "pro základní koncepční a experimentální příspěvek k základům kvantové fyziky, zejména pro sérii stále více zvyšujících inspekcí nerovností Bella (nebo rozšířených verzí těchto nerovností) s použitím zmateného kvantového států. "

Moderní scéna

V roce 2008 se skupina švýcarských výzkumníků z University of Geneva podařilo šířit dva proudy matoucího fotonů ve vzdálenosti 18 kilometrů. Mezi jinými věcmi to umožnilo vyrábět dočasná měření s nedosažitelnou dříve přesností. V důsledku toho bylo zjištěno, že pokud dojde k určité skryté interakci, rychlost jeho distribuce by měla být nejméně 100 000 krát vyšší než rychlost světla ve vakuu. Při nižší rychlosti by bylo vidět dočasné zpoždění.

V létě stejného roku, další skupina výzkumných pracovníků z rakouského (angl.)ruština , včetně Tsaylinger, podařilo se podařilo dát ještě větší rozsvícovací experiment, oddělení proudů složitých fotonů o 144 kilometrů, mezi laboratoří na ostrovech La Palma a Tenerife. Zpracování a analýza takového experimentu ve velkém měřítku pokračuje nejnovější verze Zpráva byla zveřejněna v roce 2010. V tomto experimentu bylo možné eliminovat možný účinek nedostatečné vzdálenosti mezi objekty v době měření a nedostatečné volnosti výběru nastavení měření. V důsledku toho byla kvantová zmatenost opět potvrzena, a proto byla potvrzena neokální povaha reality. Truest, třetí možný účinek zůstává - není dostatek úplného vzorku. Experiment, ve kterém budou všechny tři potenciální vlivy vyloučeny současně, v září 2011 je záležitostí budoucnosti.

Ve většině experimentů se složitými částicemi se používají fotony. To je způsobeno relativní jednoduchostí získání matoucího fotonů a jejich převod do detektorů, jakož i binární povaze měřeného stavu (pozitivní nebo negativní spirála). Pro další částice a jejich stavy však existuje fenomén kvantového zmatku. V roce 2010 získal mezinárodní tým vědců z Francie, Německa a Španělska a vyšetřovaly složité kvantové stavy elektronů, tj. Částice s hmotností, v pevném supravodiči z uhlíkových nanotrubiček. V roce 2011 byli výzkumníci schopni vytvářet stav kvantové složitosti mezi samostatným atomem rubidi a bose Einstein kondenzát rozdělený do vzdálenosti 30 metrů.

Jméno fenoménu v rusky mluvících zdrojů

S udržitelným anglickým termínem Kvantové zapletení., důsledně používané v anglicky mluvících publikacích, rusky mluvící práce ukazují širokou škálu Uzus. Od těch, které se nacházejí ve zdrojích na téma termínů, můžete zavolat (v abecedním pořadí):

Taková odrůda může být vysvětlena několika důvody, včetně objektivní přítomnosti dvou určených objektů: a) samotný stát (anglicky. kvantové zapletení.) a b) pozorované účinky v tomto stavu (eng. strašidelné akce na dálku ), Který v mnoha rusky mluvících prací se v kontextu liší a ne terminologicky.

Matematická formulace

Získání matoucích kvantových stavů

V nejjednodušším případě zdroj S. Proky z maturátních fotonů slouží určitému nelineárním materiálu, na kterém je vysílán laserový průtok definovaná frekvence a intenzita (schéma s jedním Emmiterem). V důsledku spontánního parametrického rozptylu (SPR) na výstupu se získají dvě polarizační kužely. H. a PROTI.Nesoucí dvojice fotonů v matoucím kvantovém stavu (body).

Když byl Albert Einstein ohromen "hrozným" dlouhým dosahem mezi částicemi, nemyslel na jeho obecnou teorii relativity. Einsteinova teorie století popisuje, jak gravitace nastane, když masivní objekty deformovat tkaninu ...

Když byl Albert Einstein ohromen "hrozným" dlouhým dosahem mezi částicemi, nemyslel na jeho obecnou teorii relativity. Teorie Einsteinova století popisuje, jak gravitace vzniká, když masivní objekty deformují látku prostoru a času. Kvantový zmatek, hrozný zdroj Einstein se zpravidla vyděsil, postihuje drobné částice, které mírně působí na gravitaci. Praching deformuje matraci přesně stejně jako subatomické částice zvratí prostor.

Nicméně, fyzikální theorpet Mark Wang Rajamsdonk podezřívá, že inteligentní a prostory-čas jsou skutečně propojeny. V roce 2009 se vypočítal, že prostor bez zmatku nemohl se držet. Napsal práci, ze kterého to teklo, že kvantový zmatek je jehla, která se stehuje tapisérou tapisérie.

Mnoho časopisů odmítlo zveřejnit svou práci. Ale po letech počátečního skepticismu studoval myšlenku, že zmatek tvoří prostor-čas, stal se jedním z nejžhavějších trendů ve fyzice.

"Jít z hlubokých základů fyziky, vše označuje, že prostor by měl být spojen s zmatkem," říká John Preskill, teoretika fyzik z Kalteha.

V roce 2012 se objevila další provokativní práce, což představuje paradox složitých částic uvnitř i vně černé díry. Za necelé rok, dva odborníci v této oblasti nabízeli radikální řešení: Složité částice jsou spojeny wormworms - tunely časoprostoru reprezentovaným Einsteinem, které jsou v současné době stejně často se objevují na stránkách časopisů ve fyzice a in Sci-fi. Pokud je tento předpoklad pravdivá, zmatenost není hrozné dlouhosrstý sloučenina, kterou Einstein myslel - zcela reálný můstek spojující vzdálené body v prostoru.


Mnoho vědců považují tyto myšlenky hodné pozornosti. V minulé roky Fyzika zdánlivě nesouvisející speciality dohodly na této oblasti zmatku, prostoru a wormochinu. Vědci, kteří byli kdysi zaměřeni na vytváření nezaměnitelných kvantových počítačů, dnes odrážejí, zda vesmír není kvantový počítač, který tiše programuje prostor v komplexní síti intrikace. "Všechno postupuje neuvěřitelný způsob," říká Wang Raamsdonk z University of British Columbia ve Vancouveru.

Fyzika ležela skvělé naděje, kde to povede toto spojení vesmírného času s zmatkem. Z brilance popisuje fungování prostoru; Nové studie mohou otevřít závoj přes místo, od místa, z toho pochází prostor a to, co vypadá jako nejmenší měřítko ležící v autoritě kvantové mechaniky. Zmatek může být tajnou složkou, která se bude sjednotit taky jako neslučitelné oblasti do teorie kvantové gravitace, což vědců umožní porozumět podmínkám uvnitř černé díry a stavu vesmíru v prvních okamžicích po velkém výbuchu.

Hologramy a plechovky s polévkou

Wang Rajamsdonka Insight v roce 2009 neuskutečnil ze vzduchu. Je zakořeněn v holografickém principu, myšlenka, že hranice, která omezuje objem prostoru, může obsahovat všechny informace v IT vězně. Pokud použijete holografický princip každodenní životZvědavý zaměstnanec může ideálně rekonstruovat vše, co je v kanceláři - hromadu papírů, rodinných fotografií, hračky v rohu a dokonce i soubory na pevném disku počítače - jen při pohledu na vnější stěny čtvercové kanceláře.

Tato myšlenka je protichůdná, vzhledem k tomu, že zdi mají dva dimenze a interiér úřadu je tři. Ale v roce 1997, Juan Moldasna, strunný teoretik pak z Harvardu, přinesl zajímavý příklad, že holografický princip může zveřejnit vesmír.

Začal s anti-de-sitter prostor, který se podobá prostoru, ve které převažuje gravitace, ale má řadu podivných atributů. To je zakřivené tak, že záblesk světla emitovaného na určitém místě se nakonec vrátí odtud, kde se objevil. A I když se vesmír rozšiřuje, prostor proti de-citter není natažen a neprovozňuje se. Kvůli takovým funkcím může být kus anti-de-citter prostor se čtyřmi rozměry (tři prostorové a jeden dočasný) obklopen trojrozměrnou hranicí.

Maldasna se otočila k válci anti-de-citter prostoru. Každý horizontální válec plátek představuje stav jeho prostoru v okamžiku, zatímco vertikální měření válce představuje čas. Maldasen obklopil hranici válců pro hologram; Pokud byl prostor proti de-citter bankovní polévkou, hranice by byla štítkem.

Na první pohled se zdá, že tato hranice (štítek) nemá nic společného s náplněmi válce. Hraniční "označení", například dodržuje pravidla kvantové mechaniky, a ne gravitace. Nicméně gravitace popisuje prostor v rámci obsahu "polévky". Maldasna ukázala, že štítek a polévka byly stejné; Kvantové interakce na hranici dokonale popisují prostor proti de-citter, který se tato hranice zavře.

"Dva tyto teorie se zdají být úplně jiné, ale přesně popisují totéž," říká Preskill.


Maldasena přidala intanation do holografické rovnice v roce 2001. Prezentoval prostor ve dvou bankách s polévkou, z nichž každá obsahuje černou díru. Poté vytvořil ekvivalent self-made telefon od šálků spojujících černé díry s černou-tunelem přes vesmírný čas, nejprve navrhl Einstein a Nathan Rosen v roce 1935. Maldasna hledala způsob, jak vytvořit ekvivalent takového spojení prostoru na štítcích plechovek. Trik, jak to pochopil, byl zmateně.

Stejně jako červy, kvantový zmatek váže předměty, které nemají zjevný vztah. Kvantový svět je rozmazané místo: elektron se může otočit v obou směrech současně, být v stavu superpozice, dokud měření neposkytují přesnou odpověď. Pokud jsou však zmatená dvě elektrony, měření spin, umožňuje experimentátorovi znát další elektronový spin - i když je partner elektron ve stavu superpozice. Toto kvantové připojení zůstane i v případě, že elektrony jsou odděleny metrem, kilometry nebo světelnými roky.

Maldasna ukázala, že pomocí zmatku částic na jednom etiketu s částicemi na druhou, můžete ideálně kvantově-mechanicky popisovat spojení červí dírky CANA. V kontextu holografického principu je intrikatita ekvivalentní fyzické vazbě územního času společně.

Inspirován tímto vazebným zmatkem s časem, van Raamsdonk přemýšlel, jak moc by mohlo zahrát zmatek v tvorbě vesmírného času. Představil nejčistější štítek na nádobě s kvantovou polévkou: bílá, odpovídající prázdný disk prostoru proti de-citter. Ale věděl, že podle základů kvantové mechaniky by prázdný prostor nikdy nebyl zcela prázdný. Je naplněn páry částic, které vyskočí a zmizí. A tyto částice flotily jsou zmatené.

Proto van Raamsdonk namaloval imaginární bisector na holografickém štítku a pak matematicky zlomil kvantový zmatek mezi částicemi na jedné polovině štítku a částic do druhého. Zjistil, že odpovídající disk anti-de-sitter prostoru začal sdílet na polovinu. Jako pokud matoucí částice byly háčky, které drží plátěný prostor a čas na místě; Bez nich bude časový čas odtrhnout. Jako van Rajamsdonk utrpěl stupeň zmatku, část prostoru spojeného s oddělenými oblastmi se stala tenčí, stejně jako gumový závit, který se protahuje od žvýkačky.

"To mě nutí myslet, že přítomnost prostoru začíná přítomností zmatku."

Bylo to odvážné prohlášení, a to trvalo čas na práci Wang Rajamsdonka, publikoval v obecném relativu a gravitaci v roce 2010, přitahovala vážnou pozornost. Zajímavá požáru byl zeptán již v roce 2012, kdy čtyři fyzici z University of California v Santa Barbara napsali práci, která zpochybňuje obecně uznávané přesvědčení o horizontu akcí, body zpětně návratu černé díry.

Pravda skrytá firewallem

V 70. letech, fyzikální teoretik Stephen Hawking ukázal, že páry složitých částic jsou stejné druhy, které van Rajamsdonk později analyzoval v jeho kvantové hranici - může rozpadat na horizontu událostí. Jeden spadá do černé díry a druhý běží s takzvaným hawkingovým zářením. Tento proces postupně tlačí hmotnost černé díry, v konečném důsledku vedoucí k její smrti. Ale jestliže černé díry zmizí, nahrávání všeho, co padl dovnitř, by měl s ním zmizet. Kvantová teorie argumentuje, že informace nelze zničit.

U 90. let, několik fyziků teoretiků, včetně Leonard Sasskind od Stanfordu, navrhl řešení tohoto problému. Ano, řekli, hmota a energie padá do černé díry. Ale z hlediska externího pozorovatele tento materiál nikdy překonává horizont událostí; Zdá se, že rovnováhu na tváři. V důsledku toho se horizont událostí stává holografickou hranicí obsahující všechny informace o prostoru uvnitř černé díry. Nakonec, když se černá díra odpařuje, tyto informace se utopí ve formě záření hokingu. Observer může v zásadě sbírat toto záření a obnovit všechny informace o hloubkách černé díry.

V naší práci 2012, fyzika Ahmed Almkeyri, Donald Marolph, James Sally a Joseph Polchini uvedl, že v tomto obrázku je něco špatného. Pro pozorovatel se snaží sestavit puzzle toho, co je uvnitř černé díry, jeden, všechny oddělené části puzzle - hawkingové záření částice by měly být zmatené. Také každá hawkingová částice musí být zadána s původním partnerem, který spadl do černé díry.

Bohužel, jeden zmatek nestačí. Kvantová teorie argumentuje, že v pořadí, aby byla přítomna spodnost mezi všemi částicemi mimo černou otvor, měla by být vyloučena spinacnost těchto částic s částicemi uvnitř černé díry. Kromě toho fyzika zjistila, že lámání jednoho ze slibů by poskytlo neproniknutelnou energetickou stěnu, tzv. Firewall na horizontu událostí.

Mnoho fyziků pochybovalo o tom, že černé díry by vlastně odpařily všechno, co se snaží proniknout dovnitř. Ale velmi možnosti existence firewall navrhuje úzkostné myšlenky. Dříve, fyzici už mysleli, jak vypadá prostor uvnitř černé díry. Teď si nejsou jisti, zda mají černé díry "uvnitř" obecně. Vše, jako by byly dokončeny, bere na vědomí Preskill.

Ale Sasskind nepřijal. Strávil roky, který se snažil dokázat, že informace nezmizí uvnitř černé díry; Dnes je také přesvědčen, že myšlenka firewall je chybná, ale nebylo možné dokázat. Jakmile obdržel tajemný dopis z Maldasen: "V něm bylo trochu," říká Sasskind. - pouze er \u003d epr " Maldasna, která v současné době pracuje na Ústavu pokročilého výzkumu v Princetonu, přemýšlel o své práci s bankami SUP 2001 a stala se zájem, ať už se motocworms mohlo umožnit zachycujícímu zmatku vytvořeném problémem firewall. Sasskind tuto myšlenku rychle zvedl.

Článek publikovaný v německém časopise Fortschritte Der Physik v roce 2013, Maldasen a Sasskind řekl, že Wormochina je technicky most Einstein-Rosen, nebo ER - je ekvivalent kvantového zmatku. (Podle EPR, experimentem Einstein-Podolsky-Rosen, který musel rozptýlit mytologický kvantový zmatek). To znamená, že každá částice slepicová radiační částice, bez ohledu na to, jak daleko je od začátku, přímo souvisí s sítěmi černé díry krátká cesta prostřednictvím prostoru.

"Pokud se pohybujete přes červí, vzdálené věci nejsou tak daleko," říká Sasskind.

Sasskind a Maldassen nabízeli, aby shromáždili všechny hawkingové částice a tlačili je spolu, dokud se zhroutí do černé díry. Tato černá díra by byla zmatená, což znamená červ šnek s originálním černým otvorem. Tento trik obrátil zamotanou směs hokulárních částic - paradoxně zamotaný černým otvorem a mezi sebou - ve dvou černých otvorech spojených červící dle. Přetížení zmatku byl vyřešen a problém brány firewall byl vyčerpaný.

Ne všichni učenci vyskočili do hlavy tramvaje ER \u003d EPR. Sasskind a Maldasna si uvědomují, že musí udělat spoustu práce, aby prokázali ekvivalenci červenčiny a zmatku. Ale poté, co přemýšlel o důsledcích firewallu paradoxu, mnoho fyziků souhlasí s tím, že časový čas uvnitř černé díry je vyžadován svou existencí zmatku s radiací venku. To je důležitý vhled, bere na vědomí preskill, protože také znamená, že celá tkáňová tkanina je vesmírem, včetně tohoto bloku, který obsazujeme, je produkt kvantové strašidelné akce.

Vesmírný počítač

Je to jedna věc říci, že vesmír navrhuje prostor-čas zmateným prostředkem; Je to úplně jiné - ukázat, jak to vesmír dělá. Tento náročný úkol provedl precillenci a kolegové, kteří se rozhodli zvážit prostor jako kolosální kvantový počítač. Téměř dvacet let, vědci pracovali na výstavbě kvantových počítačů, které používají informace zašifrované v zmatených prvcích, jako jsou fotony nebo drobné čipy, které by řešily problémy, s nimiž se tradiční počítače nemohou vyrovnat. Precilla tým využívá znalosti získané v důsledku těchto pokusů o předvídání, jak jednotlivé části uvnitř jar s polévkou by mohly být odraženy v zamotaném štítku.

Kvantové počítače fungují, využívající komponenty, které jsou v superpozici stavů jako nosičů dat - mohou být nuly a jednotky současně. Ale stav superpozice je velmi křehký. Nadměrné teplo, například může zničit stav a všechny kvantové informace uzavřené v něm. Tyto ztráty informací, které převážně porovnává se stuhami v knize, se zdají nevyhnutelné.

Fyzici na to však odpověděli vytvořením protokolu korekčního protokolu kvantové chyby. Místo toho, aby se spoléhla na jednu částici pro uložení kvantového bitu, vědci sdílejí data mezi několika složitými částicemi. Kniha napsaná v jazyce korekce kvantové chyby bude plný nesmyslů, říká Preskill, ale veškerý jeho obsah lze obnovit, i když zmizí polovina stránek.

Kvantová korekce chyb přitahovala v posledních letech hodně pozornosti, ale nyní přednost a jeho kolegové podezřívají, že příroda přišla s tímto systémem po dlouhou dobu. V červnu, v časopise Journal of High Energy Fyzikál, precillance a jeho tým ukázal, jak zmást sada částic na holografickém okraji dokonale popisuje jednu částečku přitažlivou gravitaci uvnitř kusu anti-de-citter prostoru. Maldasen říká, že toto zjištění může vést k lepšímu pochopení toho, jak ten hologram kóduje všechny detaily prostoru, který obklopuje.

Fyzika si uvědomuje, že jejich odrazy by měly projít dlouhou cestou, aby odpovídala realitě. Zatímco anti-de-sitter prostor nabízí fyziky výhodou práce s dobře definovanou hranicí, vesmír nemá takový jasný štítek na plechovce s polévkou. Prostor pro úpravu látek se rozšiřuje od okamžiku velkého třesku a pokračuje v rostoucím tempu. Pokud posíláte paprsek světla do vesmíru, nebude rozvíjet a nevrátí se; Bude létat. "Není jasné, jak určit holografickou teorii našeho vesmíru, - napsal Moldasena v roce 2005. - Neexistuje prostě žádné pohodlné místo pro umístění hologramu. "

Nicméně, bez ohledu na to, jak podivně všechny tyto hologramy zněly, banky s polévkou a vířivky, mohou stát slibnými stopami, které povedou k fúze kvantových hrozných akcí s geometrií prostoru. Ve své práci na wormworms, Einstein a Rosen diskutovali o možných kvantových důsledcích, ale neměly spojení s jejich raného zapletení práce. Dnes může toto spojení pomoci kombinovat kvantovou mechaniku z kvantové gravitační teorie. Vyzbrojena takovou teorií, fyzika by mohla rozebrat tajemství státu mladého vesmíru, kdy se záležitost a energie zapadají do nekonečně malého místa prostoru.publikováno

Kvantový zmatek

Kvantový zmatek (spojka) (eng. zapletení) - kvantový mechanický jev, při kterém by měl být kvantový stav dvou nebo více předmětů popsán ve vztahu k sobě, i když jsou jednotlivé předměty odděleny ve vesmíru. V důsledku toho vznikají korelace mezi pozorovaným fyzikální vlastnosti objekty. Můžete například připravit dvě částice, které jsou v jednom kvantovém stavu, takže když je jedna částice pozorována ve stavu dozadu, pak se otáčí otužil, aby byl nasměrován dolů a naopak, a to je Navzdory skutečnosti, že podle kvantové mechaniky předpovídá, co ve skutečnosti pokaždé, když dostanete trasy, je nemožné. Jinými slovy, zdá se, že měření provedená nad stejným systémem mají okamžitý účinek na matoucí s ním. Nicméně, co se rozumí informace v klasickém smyslu, stále nejsou přenášeny přes zmatek rychleji než rychlostí světla.
Dříve, počáteční termín "zapletení" byl přeložen naproti významu - jako zmatek, ale význam slova je zachovat komunikaci i po komplexní biografii kvantové částice. Takže v přítomnosti spojení mezi oběma částicemi v klubu fyzického systému "nahoru." Jedna částice by mohla určit druhý.

Kvantový zmatek je základem těchto budoucích technologií jako kvantové počítačové a kvantové kryptografie a byl použit v experimentech na kvantové teleportaci. V teoretickém a filosofickém plánu tento fenomén Je to jedna z nejvíce revolučních vlastností kvantové teorie, jak je vidět, že korelace předpovězená kvantovou mechanikou jsou zcela neslučitelná s pohledy OH, zdá se, že zjevná lokalita reálného světa, ve které informace o Stav systému může být přenášen pouze prostřednictvím svého nejbližšího prostředí. Různé názory na skutečnost, že ve skutečnosti se vyskytují během kvantového mechanického zmatku, vést k různým interpretacím kvantové mechaniky.

Historie otázky

V roce 1935, Einstein, Podolsky a Rosen formuloval slavný paradox Einstein - Podolsky - Rosen, který ukázal, že kvůli spojení se kvantový mechanik stává nonlokální teorií. Je známo, že Einstein Rose Connected, volal to "Nightmarish dlouhý dosah. Samozřejmě, že nonlokální propojenost odmítl postulát limitní rychlost světla (přenos signálu).

Na druhé straně, kvantová mechanika se dokonale osvědčila při predikci experimentálních výsledků, a dokonce i silné korelace, které se vyskytují v důsledku fenoménu zmatku, byly skutečně pozorovány. Existuje způsob, jak to dělá zdánlivě úspěšně vysvětleno kvantovým záměním - přístup "teorie skrytých parametrů", ve kterém určitě, ale neznámé mikroskopické parametry odpovídají korelacím. Nicméně, v roce 1964, J. S. Bell ukázal, že "dobrá" místní teorie by nemohla být schopna stavět stejně, to znamená, že zmatek předpokládaný kvantovou mechanikou může být experimentálně rozlišena od výsledků předvídaných teorií třídy s místními skrytými parametry. . Výsledky následných experimentů poskytly ohromující potvrzení kvantové mechaniky. Některé kontroly ukazují, že v těchto experimentech existuje řada úzkých míst, ale je obecně uznáno, že jsou zanedbatelné.

Připojení vede ke zajímavým vztahům se zásadou relativity, která tvrdí, že informace nemohou být přeneseny z místa na místo rychleji než rychlostí světla. Ačkoli dva systémy mohou být rozděleny do velké vzdálenosti a být matoucí, projít jejich spojení. užitečné informace Je nemožné, takže kauzalita není porušena kvůli zmatku. To se děje ze dvou důvodů:
1. Výsledky měření v kvantové mechanice jsou zásadně pravděpodobnostní;
2. Klonovací věta kvantového stavu zakazuje statistické ověření matoucího státu.

Příčiny vlivu částic

V našem světě existují speciální stavy několika kvantových částic - složité stavy, ve kterých jsou pozorovány kvantové korelace (obecně, korelace je vztah mezi událostmi nad úrovní náhodných náhodných náhodných shody). Tyto korelace lze nalézt experimentálně, která byla provedena poprvé před více než dvaceti lety a je nyní běžně používán v různých experimentech. V klasickém (tj. Existují dva typy korelací v Nélentu) světě - když jedna událost je příčinou jiného, \u200b\u200bnebo když oba mají společnou příčinu. V kvantové teorii vzniká třetí typ korelace spojené s neokálními vlastnostmi matoucí stavů několika částic. Tento třetí typ korelace je obtížné představit si obvyklé analogie domácností. Nebo možná tyto kvantové korelace mají výsledek nějaké nové neznámé stále interakce, díky které se zamotané částice (a pouze oni!) Ovlivňují?

Okamžitě stojí za to zdůraznit "abnormalitu" takové hypotetické interakce. Jsou dodržovány kvantové korelace, i když se současně vyskytuje detekce dvou částic rozdělených do velké vzdálenosti (v rámci experimenních chyb). Pokud tedy taková interakce a probíhá, měl by se rozšířit v laboratorním referenčním systému velmi rychle, s super Light Speed.. A z toho nevyhnutelně vyplývá, že v jiných referenčních systémech bude tato interakce vůbec okamžitě a bude jednat i z budoucnosti v minulosti (i když neruší zásadu kauzality).

Podstatu experimentu

Geometrie experimentu. Dvojice zmatených fotonů byly rozmnoženy v Ženevě, pak fotony byly poslány podél optických kabelů stejné délky (označené červenou) ve dvou přijímačích (označené písmeny APD), zničí od sebe o 18 km. Obrázek z článku v diskusi v přírodě

Myšlenka experimentu je následující: Vytvořte dvě matoucí fotony a pošlete je do dvou detektorů, kteří jsou navzájem následovně (v popsaném experimentu, vzdálenost mezi oběma detektory byla 18 km). Současně, cesty fotonů k detektorům umožní tak totéž, takže jejich momenty jejich detekce jsou co nejblíže. V této práci se momenty detekce shodovaly s přesností asi 0,3 nanosekund. Kvantové korelace za těchto podmínek byly stále pozorovány. Za předpokladu, že "práce" v důsledku interakce popsaného výše, jeho rychlost by měla překročit rychlost světla za sto tisíckrát.
Takový experiment ve skutečnosti provedl stejnou skupinu dříve. Novinka této práce je jen to, že experiment trval dlouho. Kvantové korelace byly pozorovány nepřetržitě a kdykoliv nezmizely.
Proč je to důležité? Pokud je hypotetická interakce přenesena do některého média, pak toto médium bude mít zvýrazněný referenční systém. Vzhledem k rotaci Země se laboratorní referenční systém pohybuje relativně k tomuto referenčnímu systému při různých rychlostech. To znamená, že časový interval mezi dvěma událostmi detekce dvou fotonů se pro toto prostředí liší, v závislosti na denní době. Zejména bude bod, kdy se tyto dvě události pro toto médium budou zdát simultánní. (Zde, mimochodem, skutečnost teorie relativity se používá, že dvě simultánní události budou současně současně inerciální systémy Referenční pohybující kolmo spojující jejich vedení).

Pokud se kvantové korelace provádějí na úkor hypotetické interakce popsané výše, a pokud je rychlost této interakce konečná (i když je to skvělé), pak v tomto bodě by korelace zmizela. Proto by průběžné pozorování korelací během dne plně uzavřela tuto příležitost. A opakování takového experimentu v různých časech roku by tuto hypotézu uzavřela i s nekonečně rychlou interakcí ve svém zvýrazněném referenčním systému.

Bohužel to nebylo možné dosáhnout tohoto důvodu kvůli nepříjemnosti experimentu. V tomto experimentu, aby bylo možné říci, že korelace jsou skutečně pozorovány, je nutné během několika minut akumulovat signál. Zmizení korelací, například po dobu 1 sekundu tento experiment nemohl být zaznamenán. To je důvod, proč autoři nemohli plně uzavřít hypotetickou interakci, ale pouze limit na rychlost své distribuce v jejich zvýrazněném referenčním systému, který samozřejmě silně snižuje hodnotu získaného výsledku.

Možná...?

Čtenář se může ptát: a pokud se však výše popsaná hypotetická příležitost implementuje, ale jednoduše váhá kvůli jeho nedokonalosti, znamená to, že to znamená, že teorie relativity je nesprávná? Je možné použít tento efekt pro přenos superlilaterální informace nebo dokonce přesunout do prostoru?

Ne. Hypotetická interakce na konstrukci popsaných výše slouží jeden cíl - Jedná se o "převodovky", které činí kvantové korelace "práce". Ale již bylo prokázáno, že s pomocí kvantových korelací je nemožné převést informace rychlejší speed Sveta. Jaký by byl mechanismus kvantových korelací, nemůže porušit teorii relativity.
© Igor Ivanov.

Viz polní torzní pole.
Základy jemného světa - fyzikální vakuové a torzní pole. čtyři.

Kvantový zmatek.




Copyright © 2015 Love Certifikát