Portaal vannitoa renoveerimise kohta. Kasulikud näpunäited

Kvantpõimumine: teooria, põhimõte, mõju. Mis on kvantpõimumine? Sisu lihtsate sõnadega

Kuldne säras eredalt sügisene lehestik puud. Õhtupäikese kiired puudutasid hõrenenud pealseid. Valgus murdis okstest läbi ja tekitas ülikooli "laagrimaja" seinal vilksamisi veidraid kujusid.

Sir Hamiltoni mõtlik pilk libises aeglaselt, jälgides chiaroscuro mängu. Iiri matemaatiku peas käis tõeline mõtete, ideede ja järelduste sulatusahi. Ta mõistis suurepäraselt, et paljude nähtuste seletamine Newtoni mehaanika abil on nagu varjude mäng seinal, mis põimib petlikult kujundeid ja jätab vastuseta palju küsimusi. "Võib-olla on see laine... või võib-olla osakeste voog," arvas teadlane, "või valgus on mõlema nähtuse ilming. Nagu varjust ja valgusest kootud figuurid.

Kvantfüüsika algus

Huvitav on jälgida suuri inimesi ja püüda mõista, kuidas sünnivad suurepärased ideed, mis muudavad kogu inimkonna evolutsiooni kulgu. Hamilton on üks neist, kes seisis kvantfüüsika päritolu juures. Viiskümmend aastat hiljem, 20. sajandi alguses, uurisid paljud teadlased elementaarosakesi. Saadud teadmised olid vastuolulised ja koondamata. Esimesed raputavad sammud siiski tehti.

Mikromaailma mõistmine kahekümnenda sajandi alguses

1901. aastal esitleti aatomi esimest mudelit ja selle ebakõla näidati tavapärase elektrodünaamika positsioonilt. Samal perioodil avaldasid Max Planck ja Niels Bohr palju töid aatomi olemuse kohta. Vaatamata nende vaevarikkale tööle polnud aatomi struktuurist täielikku arusaamist.

Mõni aasta hiljem, 1905. aastal, avaldas vähetuntud saksa teadlane Albert Einstein raporti valguskvantide olemasolust kahes olekus – lainelises ja korpuskulaarses (osakestes). Tema töös toodi argumendid mudeli ebaõnnestumise põhjuse selgitamiseks. Einsteini nägemust piiras aga vana arusaam aatomimudelist.

Pärast Niels Bohri ja tema kolleegide arvukaid töid sündis 1925. aastal uus suund – omamoodi kvantmehaanika. Üldine väljend "kvantmehaanika" ilmus kolmkümmend aastat hiljem.

Mida me teame kvantidest ja nende veidrustest?

Tänapäeval on kvantfüüsika jõudnud üsna kaugele. On avastatud palju erinevaid nähtusi. Aga mida me tegelikult teame? Vastuse esitab üks tänapäeva teadlane. "Võite kvantfüüsikasse uskuda või mitte mõista," on definitsioon. Mõelge sellele ise. Piisab mainida sellist nähtust nagu osakeste kvantpõimumine. See nähtus paiskas teadusmaailma täielikku segadusse. Veelgi suurem šokk oli see, et tekkinud paradoks ei sobinud Einsteini omaga.

Footonite kvantpõimumise mõju arutati esmakordselt 1927. aastal Solvay viiendal kongressil. Niels Bohri ja Einsteini vahel tekkis tuline vaidlus. Kvantpõimumise paradoks on täielikult muutnud arusaama materiaalse maailma olemusest.

On teada, et kõik kehad koosnevad elementaarosakestest. Sellest lähtuvalt peegelduvad kõik kvantmehaanika nähtused tavamaailmas. Niels Bohr ütles, et kui me Kuu peale ei vaata, siis seda pole olemas. Einstein pidas seda ebamõistlikuks ja uskus, et objekt eksisteerib vaatlejast sõltumatult.

Kvantmehaanika probleeme uurides tuleks mõista, et selle mehhanismid ja seadused on omavahel seotud ega allu klassikalisele füüsikale. Proovime mõista kõige vastuolulisemat valdkonda – osakeste kvantpõimumist.

Kvantpõimumise teooria

Alustuseks tasub mõista, et kvantfüüsika on nagu põhjatu kaev, millest võib leida kõike. Möödunud sajandi alguse kvantpõimumise fenomeni uurisid Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck ja paljud teised füüsikud. Kahekümnenda sajandi jooksul uurisid ja katsetasid seda aktiivselt tuhanded teadlased üle maailma.

Maailm allub rangetele füüsikaseadustele

Miks tuntakse sellist huvi kvantmehaanika paradokside vastu? Kõik on väga lihtne: me elame allutatud teatud füüsilise maailma seadustele. Võime ettemääratusest "mööda minna" avab maagilise ukse, mille taga saab kõik võimalikuks. Näiteks "Schrodingeri kassi" kontseptsioon viib mateeria kontrollimiseni. Võimalikuks saab ka kvantpõimumisest põhjustatud teabe teleportimine. Teabe edastamine muutub hetkeliseks, olenemata kaugusest.
Seda teemat uuritakse endiselt, kuid sellel on positiivne suundumus.

Analoogia ja mõistmine

Mis on kvantpõimumises ainulaadset, kuidas seda mõista ja mis juhtub, kui see juhtub? Proovime selle välja mõelda. Selleks peate läbi viima mingi mõttekatse. Kujutage ette, et teie käes on kaks kasti. Igas neist on üks triibuga pall. Nüüd anname ühe kasti astronaudile ja ta lendab Marsile. Kui avate kasti ja näete, et pallil olev triip on horisontaalne, on teises kastis oleval kuulil automaatselt vertikaalne triip. Sellest saab kvantpõimumine lihtsate sõnadega väljendatud: üks objekt määrab eelnevalt teise asukoha.

Siiski tuleb mõista, et see on vaid pealiskaudne selgitus. Kvantipõimumise saavutamiseks peavad osakesed olema sama päritoluga, nagu kaksikud.

On väga oluline mõista, et katse katkeb, kui kellelgi enne teid oli võimalus vaadata vähemalt ühte objekti.

Kus saab kvantpõimumist kasutada?

Kvantpõimumise põhimõtet saab kasutada teabe koheseks edastamiseks pikkade vahemaade taha. Selline järeldus on vastuolus Einsteini relatiivsusteooriaga. See ütleb, et maksimaalne liikumiskiirus on omane ainult valgusele - kolmsada tuhat kilomeetrit sekundis. Selline teabeedastus võimaldab füüsilise teleportatsiooni olemasolu.

Kõik maailmas on informatsioon, ka mateeria. Sellele järeldusele jõudsid kvantfüüsikud. 2008. aastal oli teoreetilise andmebaasi põhjal võimalik palja silmaga näha kvantpõimumist.

See viitab taaskord sellele, et oleme suurte avastuste – ruumis ja ajas liikumise – lävel. Aeg universumis on diskreetne, nii et hetkeline liikumine suurte vahemaade tagant võimaldab sattuda erinevatesse ajatihedustesse (Einsteini ja Bohri hüpoteeside alusel). Võib-olla on see tulevikus samasugune reaalsus mobiiltelefon Täna.

Eeterdünaamika ja kvantpõimumine

Mõnede juhtivate teadlaste sõnul seletatakse kvantpõimumist sellega, et ruum on täidetud mingi eetriga – musta ainega. Iga elementaarosake, nagu me teame, eksisteerib laine ja korpuskli (osakese) kujul. Mõned teadlased usuvad, et kõik osakesed asuvad tumeda energia "lõuendil". Seda pole lihtne mõista. Proovime seda välja mõelda muul viisil – seostamise teel.

Kujutage ette ennast mererannas. Puhub nõrk tuul ja nõrk tuul. Kas sa näed laineid? Ja kuskil kauguses, päikesekiirte peegeldustes paistab purjekas.
Laev on meie elementaarosake ja meri on eeter (tume energia).
Meri võib olla liikumises nähtavate lainete ja veepiiskade kujul. Samamoodi võivad kõik elementaarosakesed olla lihtsalt meri (selle lahutamatu osa) või eraldi osake – tilk.

See on lihtsustatud näide, kõik on mõnevõrra keerulisem. Osakesed ilma vaatleja kohalolekuta on laine kujul ja neil ei ole kindlat asukohta.

Valge purjekas on eristatav objekt, mis erineb merevee pinnast ja struktuurist. Samamoodi on energiaookeanis “tipud”, mida võime tajuda meile teadaolevate jõudude ilminguna, mis kujundasid maailma materiaalset osa.

Mikromaailm elab oma seaduste järgi

Kvantpõimumise põhimõtet saab mõista, kui võtta arvesse asjaolu, et elementaarosakesed on lainete kujul. Mõlemad osakesed, millel pole konkreetset asukohta ja omadusi, asuvad energiaookeanis. Vaatleja ilmumise hetkel “muundub laine” puudutamiseks ligipääsetavaks objektiks. Teine osake, jälgides tasakaalusüsteemi, omandab vastupidised omadused.

Kirjeldatud artikkel ei ole suunatud kvantmaailma kokkuvõtlikele teaduslikele kirjeldustele. Peegelduse võimalus tavaline inimene põhineb esitatud materjali juurdepääsetavusel.

Osakeste füüsika uurib kvantolekute põimumist elementaarosakese pöörlemise (pöörlemise) põhjal.

Teaduskeeles (lihtsustatult) - kvantpõimumine on määratletud erinevate spinnidega. Objektide vaatlemise käigus nägid teadlased, et eksisteerida saab ainult kaks keerutamist – piki ja risti. Kummalisel kombel teistes positsioonides osakesed vaatlejale ei "poseeri".

Uus hüpotees – uus vaade maailmale

Mikrokosmose – elementaarosakeste ruumi – uurimine on tekitanud palju hüpoteese ja oletusi. Kvantpõimumise mõju ajendas teadlasi mõtlema mingisuguse kvantmikrovõre olemasolule. Nende arvates on igas sõlmes - ristumispunktis - kvant. Kogu energia on terviklik võre ning osakeste avaldumine ja liikumine on võimalik ainult võre sõlmede kaudu.

Sellise võre “akna” suurus on üsna väike ja tänapäevaste seadmetega mõõtmine on võimatu. Selle hüpoteesi kinnitamiseks või ümberlükkamiseks otsustasid teadlased aga uurida footonite liikumist ruumilises kvantvõres. Asi on selles, et footon võib liikuda kas sirgelt või siksakidena – piki võre diagonaali. Teisel juhul kulutab ta suurema vahemaa läbimisel rohkem energiat. Sellest lähtuvalt erineb see sirgjooneliselt liikuvast footonist.

Võib-olla saame aja jooksul teada, et elame ruumilises kvantvõres. Või võib see oletus osutuda valeks. Küll aga viitab võre olemasolu võimalikkusele just kvantpõimumise printsiip.

Kui me räägime lihtsas keeles, siis hüpoteetilises ruumilises “kuubis” kannab ühe näo definitsioon endaga teise selget vastupidist tähendust. See on ruumi struktuuri säilitamise põhimõte – aeg.

Epiloog

Et mõista maagilist ja salapärane maailm kvantfüüsika, tasub tähelepanelikult heita pilk teaduse arengule viimase viiesaja aasta jooksul. Varem arvati, et Maa on lame, mitte sfääriline. Põhjus on ilmne: kui võtta selle kuju ümmarguseks, siis vesi ja inimesed ei pea vastu.

Nagu näeme, seisnes probleem selles, et puudus täielik nägemus kõigist mängus olevatest jõududest. Võimalik, et tänapäeva teadusel ei ole kvantfüüsika mõistmiseks piisavalt nägemust kõigist mõjuvatest jõududest. Lüngad nägemises tekitavad vastuolude ja paradokside süsteemi. Võib-olla sisaldab kvantmehaanika maagiline maailm vastuseid esitatud küsimustele.

· Kvantkromodünaamika · Standardmudel · Kvantgravitatsioon

Vaata ka: Portaal: Füüsika

Kvantpõimumine(vt jaotist “”) - kvantmehaaniline nähtus, mille puhul kahe või enama objekti kvantseisundid osutuvad üksteisest sõltuvaks. Selline vastastikune sõltuvus püsib ka siis, kui need objektid on ruumis eraldatud väljaspool mis tahes teadaoleva interaktsiooni piire, mis on loogilises vastuolus lokaalsuse põhimõttega. Näiteks võite saada paar footonit, mis on takerdunud olekus ja kui siis esimese osakese spinni mõõtmisel osutub helilisus positiivseks, siis teise helilisus osutub alati negatiivseks. , ja vastupidi.

Uuringu ajalugu

Bohri ja Einsteini vaidlus, EPR-Paradoks

Kvantmehaanika Kopenhaageni tõlgendus näeb lainefunktsiooni enne selle mõõtmist olekute superpositsioonina.
Joonisel on kujutatud vesinikuaatomi orbitaalid koos tõenäosustiheduste jaotustega (must - null tõenäosus, valge - suurim tõenäosus). Kopenhaageni tõlgenduse kohaselt toimub mõõtmise ajal lainefunktsiooni pöördumatu kokkuvarisemine ja see omandab teatud väärtuse, samas kui prognoositav on ainult võimalike väärtuste kogum, kuid mitte konkreetse mõõtmise tulemus.

Jätkates käimasolevat debatti, sõnastasid Einstein, Podolsky ja Rosen 1935. aastal EPR paradoksi, mis pidi näitama väljapakutud kvantmehaanika mudeli ebatäielikkust. Nende artikkel "Kas füüsilise reaalsuse kvantmehaanilist kirjeldust saab pidada täielikuks?" avaldati ajakirja Physical Review 47. numbris.

EPR paradoksis rikuti vaimselt Heisenbergi määramatuse printsiipi: kahe ühise päritoluga osakese juuresolekul on võimalik mõõta ühe osakese olekut ja selle põhjal ennustada teise osakese olekut, mille põhjal mõõtmine pole olnud. veel tehtud. Analüüsides selliseid teoreetiliselt üksteisest sõltuvaid süsteeme samal aastal, nimetas Schrödinger neid "põimunud" (ingl. takerdunud) . Hiljem inglise keel takerdunud ja inglise keel takerdumine on muutunud ingliskeelsetes väljaannetes levinud terminiteks. Tuleb märkida, et Schrödinger ise pidas osakesi takerdunuks ainult seni, kuni nad omavahel füüsiliselt suhtlesid. Võimalike interaktsioonide piiridest väljapoole liikudes kadus takerdumine. See tähendab, et termini tähendus Schrödingeris erineb praegu mõistetavast.

Einstein ei pidanud EPR paradoksi ühegi tegeliku füüsikalise nähtuse kirjelduseks. See oli just mentaalne konstruktsioon, mis loodi määramatuse printsiibi vastuolude demonstreerimiseks. 1947. aastal nimetas ta Max Bornile saadetud kirjas sellist takerdunud osakeste vahelist suhtlust "õudseks tegevuseks eemalt" (saksa keeles). spukhafte Fernwirkung, Inglise õudne tegevus eemalt Borni tõlkes):

Seetõttu ei suuda ma seda uskuda, kuna (see) teooria on vastuolus põhimõttega, et füüsika peaks peegeldama tegelikkust ajas ja ruumis ilma (mõnede) jubedate kaugmõjudeta.

Originaaltekst(saksa)

Ich kann aber deshalb nicht ernsthaft daran glauben, weil die Theorie mit dem Grundsatz unvereinbar ist, dass die Physik eine Wirklichkeit in Zeit und Raum darstellen soll, ohne spukhafte Fernwirkungen.

- "Põimunud süsteemid: uued suunad kvantfüüsikas"

Juba järgmises Physical Review numbris avaldas Bohr oma vastuse artiklis, mis kannab sama pealkirja nagu paradoksi autorid. Bohri toetajad pidasid tema vastust rahuldavaks ning EPR paradoksi enda põhjuseks oli Einsteini ja tema toetajate arusaamatus kvantfüüsika “vaatleja” olemusest. Üldiselt on enamik füüsikuid lihtsalt taandunud Kopenhaageni tõlgenduse filosoofilisest keerukusest. Schrödingeri võrrand töötas, ennustused langesid tulemustega kokku ja positivismi raames sellest piisas. Gribbin kirjutab selle kohta: "Punktist A punkti B jõudmiseks ei pea juht teadma, mis tema auto kapoti all toimub." Gribbin kasutas oma raamatu epigraafina Feynmani sõnu:

Arvan, et võin vastutustundlikult väita, et keegi ei mõista kvantmehaanikat. Kui võimalik, lõpetage endalt küsimine: "Kuidas see on võimalik?", sest teid viiakse ummikusse, kust keegi pole veel välja pääsenud.

Belli võrratused, ebavõrdsuse eksperimentaalsed testid

Selline olukord ei osutunud füüsilise teooria ja praktika arendamiseks eriti edukaks. "Põimumist" ja "kaugest õudseid efekte" ignoreeriti peaaegu 30 aastat, kuni Iiri füüsik John Bell hakkas nende vastu huvi tundma. Bohmi ideedest inspireerituna (vt De Broglie-Bohmi teooriat) jätkas Bell EPR paradoksi analüüsi ja sõnastas 1964. aastal oma ebavõrdsuse. Lihtsustades matemaatilisi ja füüsikalisi komponente, võib öelda, et Belli töö tulemusel tekkis kaks selgelt äratuntavat olukorda takerdunud osakeste olekute statistilistel mõõtmistel. Kui kahe takerdunud osakese olekud määratakse eraldumise hetkel, siis peab kehtima üks Belli võrratus. Kui kahe takerdunud osakese olekud on enne ühe oleku mõõtmist määramata, peab kehtima veel üks ebavõrdsus.

Belli ebavõrdsused andsid teoreetilise aluse võimalikele füüsikalistele katsetele, kuid 1964. aasta seisuga ei võimaldanud tehniline baas neid veel läbi viia. Esimesed edukad katsed Belli ebavõrdsuse testimiseks viis läbi Clauser (Inglise) vene keel ja Friedman 1972. aastal. Tulemused viitasid takerdunud osakeste paari oleku ebakindlusele enne ühe neist mõõtmist. Ja siiski, kuni 1980. aastateni pidas enamik füüsikuid kvantpõimumises "mitte uueks mitteklassikaliseks ressursiks, mida saaks ära kasutada, vaid pigem segadusena, mis ootab lõplikku selgust".

Clauseri rühma katsetele järgnesid aga Aspe katsed (Inglise) vene keel aastal 1981. Klassikalises Aspe eksperimendis (vt) allikast kiirgub kaks footoni voogu, mille koguspinn on null S, saadeti Nicolase prismadesse a Ja b. Nendes eraldati kaksikmurdumise tõttu iga footoni polarisatsioonid elementaarseteks, misjärel suunati kiired detektoritesse D+ Ja D–. Signaalid detektoritest läbi fotokordisti sisenesid salvestusseadmesse R, kus arvutati Belli ebavõrdsus.

Nii Friedmann-Klauseri kui ka Aspe katsetes saadud tulemused rääkisid selgelt einsteinliku lokaalse realismi puudumise kasuks. Mõtteeksperimendi "jube kaugtegevus" on lõpuks muutunud füüsiliseks reaalsuseks. Viimane löök paikkonnale tuli 1989. aastal Greenberger-Horn-Zeilingeri mitmekordselt ühendatud osariikidega. (Inglise) vene keel kes pani aluse kvantteleportatsioonile. Aastal 2010 John Clauser (Inglise) vene keel , Alain Aspe (Inglise) vene keel ja Anton Zeilinger pälvisid Wolfi füüsikaauhinna "põhimõttelise kontseptuaalse ja eksperimentaalse panuse eest kvantfüüsika alustesse, eriti Belli ebavõrdsuse (või nende ebavõrdsuse laiendatud versioonide) järjest keerukamate katsete eest, kasutades takerdunud kvantolekuid."

Kaasaegne lava

2008. aastal õnnestus Šveitsi teadlaste rühmal Genfi ülikoolist levitada kaks takerdunud footoni voogu 18 kilomeetri kaugusele. See võimaldas muu hulgas teha ajamõõtmisi seni saavutamatu täpsusega. Selle tulemusena leiti, et kui tekib mingisugune varjatud interaktsioon, siis peab selle levimise kiirus olema vähemalt 100 000 korda suurem valguse kiirusest vaakumis. Madalamatel kiirustel oleks märgata viivitusi.

Sama aasta suvel tuli Austriast veel üks teadlaste rühm (Inglise) vene keel , sealhulgas Zeilinger, õnnestus korraldada veelgi suurem eksperiment, mis levis La Palma ja Tenerife saarte laborite vahel 144 kilomeetri kaugusele takerdunud footonite voogusid. Sellise suuremahulise eksperimendi töötlemine ja analüüs jätkub, Uusim versioon Aruanne avaldati 2010. aastal. Selles katses oli võimalik välistada ebapiisava objektidevahelise kauguse võimalik mõju mõõtmise ajal ja ebapiisava mõõtmisseadete valikuvabadus. Selle tulemusena leidis taas kinnitust kvantpõimumine ja vastavalt ka reaalsuse mittelokaalne olemus. Tõsi, jääb veel kolmas võimalik mõju – täisvalimist ei piisa. Eksperiment, mille käigus kõrvaldatakse kõik kolm potentsiaalset mõju üheaegselt, on 2011. aasta septembrist tuleviku küsimus.

Enamikes takerdunud osakeste katsetes kasutatakse footoneid. See on seletatav takerdunud footonite saamise ja nende detektoritesse edastamise suhtelise lihtsusega, samuti mõõdetud oleku binaarse olemusega (positiivne või negatiivne helilisus). Kvantpõimumise fenomen eksisteerib aga ka teiste osakeste ja nende olekute puhul. 2010. aastal hankis ja uuris rahvusvaheline teadlaste meeskond Prantsusmaalt, Saksamaalt ja Hispaaniast süsinik-nanotorudest valmistatud tahkes ülijuhis elektronide, st massiga osakeste takerdunud kvantolekuid. 2011. aastal suutsid teadlased luua kvantpõimumise seisundi üksiku rubiidiumi aatomi ja Bose-Einsteini kondensaadi vahel, mida eraldab 30 meetrit.

Nähtuse nimetus venekeelsetes allikates

Tallis Ingliskeelne termin Kvantpõimumine, mida kasutatakse ingliskeelsetes väljaannetes üsna järjekindlalt, näitavad venekeelsed teosed väga mitmekesist kasutust. Teemakohastes allikates leiduvate terminite hulgast võime nimetada (tähestikulises järjekorras):

Seda mitmekesisust saab seletada mitme põhjusega, sealhulgas kahe määratud objekti objektiivse olemasoluga: a) olek ise (ingl. kvantpõimumine) ja b) selle seisundi täheldatud mõjud (ingl. õudne tegevus eemalt ), mis paljudes venekeelsetes teostes erinevad pigem konteksti kui terminoloogia poolest.

Matemaatiline sõnastus

Põimunud kvantolekute saamine

Lihtsamal juhul allikas S Põimunud footonite vooge teenindab teatud mittelineaarne materjal, millele on suunatud kindla sageduse ja intensiivsusega laservoog (ühe emitteriga vooluahel). Spontaanse parameetrilise hajumise (SPR) tulemusena saadakse väljundis kaks polarisatsioonikoonust H Ja V, mis kannavad footonite paare takerdunud kvantolekus (bifotonid).

Kvantpõimumine, või "õudne tegevus kaugusel", nagu Albert Einstein seda nimetas, on kvantmehaaniline nähtus, mille puhul kahe või enama objekti kvantolekud on üksteisest sõltuvad. See sõltuvus püsib ka siis, kui objektid on üksteisest paljude kilomeetrite kaugusel. Näiteks võite põimida footonipaari, viia ühe neist teise galaktikasse ja seejärel mõõta teise footoni spinni – ja see on vastupidine esimese footoni spinnile ja vastupidi. Nad püüavad kohandada kvantpõimumist andmete koheseks edastamiseks hiiglaslike vahemaade tagant või isegi teleportatsiooniks.

Kaasaegsed arvutid pakuvad kõige rohkem modelleerimiseks üsna palju võimalusi erinevaid olukordi. Kuid kõik arvutused on teatud määral "lineaarsed", kuna need järgivad selgelt määratletud algoritme ega saa neist kõrvale kalduda. Ja see süsteem ei võimalda simuleerida keerulisi mehhanisme, milles juhuslikkus on peaaegu pidev nähtus. See on elu simuleerimine. Milline seade võiks seda teha? Kvantarvuti! Ühel neist masinatest käivitati suurim projekt kvantelu simuleerimiseks.

Viitab "universumi teooriale"

Kvantpõimumine


Internetis on nii palju häid artikleid, mis aitavad arendada adekvaatseid ideid “põimunud olekute” kohta, et jääb üle teha sobivaimad valikud, ehitades üles kirjeldustaseme, mis tundub maailmavaatelise saidi jaoks vastuvõetav.

Artikli teema: Paljudele inimestele on lähedane mõte, et kõiki takerdunud olekute põnevaid veidrusi saaks sel viisil seletada. Segame mustad ja valged pallid ilma vaatamata, pakime need kastidesse ja saadame erinevatesse suundadesse. Avame kasti ühelt poolt, vaatame: must pall, mille järel oleme 100% kindlad, et teises kastis on valge pall. See on kõik:)

Artikli eesmärk ei ole rangelt süveneda kõigisse "põimunud seisundite" mõistmise tunnustesse, vaid koostada üldiste ideede süsteem koos põhiprintsiipide mõistmisega. Täpselt nii tulebki suhtuda kõigesse ülaltoodusse :)

Paneme kohe paika määrava konteksti. Kui spetsialistid (ja mitte sellest spetsiifikast kaugel vaidlejad, mõnes mõttes isegi teadlased) räägivad kvantobjektide põimumisest, ei pea nad silmas seda, et see moodustab mingi seosega ühe terviku, vaid seda, et ühest objektist saavad täpselt samasugused kvantomadused kui teisel. (aga mitte kõik, vaid need, mis Pauli seaduse järgi lubavad paaris identiteeti, seega pole paaritunud paari spin identne, vaid üksteist täiendav). Need. See ei ole ühendus ega interaktsiooniprotsess, kuigi seda saab kirjeldada üldise funktsiooniga. See on oleku tunnus, mida saab ühelt objektilt teisele “teleportida” (muide, on ka laialt levinud sõna “teleport” väärtõlgendus). Kui te seda kohe ei otsusta, võite minna müstikasse väga kaugele. Seetõttu peavad kõik, kes asja vastu huvi tunnevad, olema selgelt kindlad, mida täpselt mõistetakse "segaduse" all.

Milleks see artikkel alguse sai, taandub ühele küsimusele. Kvantobjektide käitumise erinevus klassikalistest avaldub ainsas seni teadaolevas verifitseerimismeetodis: kas teatud kontrollitingimus on täidetud või mitte - Belli ebavõrdsus (täpsemalt allpool), mis “põimunud” kvantobjektide puhul käitub nii, nagu oleks eri suundades saadetud objektide vahel on seos. Kuid seos ei näi olevat tõeline, sest... ei saa üle kanda ei informatsiooni ega energiat.

Pealegi see ühendus ei sõltu ei kaugusest ega ajast: kui kaks objekti olid “põimunud”, siis, olenemata nende ohutusest, käitub teine ​​nii, nagu oleks ühendus endiselt olemas (kuigi sellise ühenduse olemasolu saab tuvastada ainult mõlema objekti mõõtmisega, saab selline mõõtmine olema ajaliselt eraldatud: kõigepealt mõõtke, seejärel hävitage üks objektidest ja mõõtke teine ​​hiljem. Vt näiteks R. Penrose). On selge, et mis tahes tüüpi "ühendust" on sel juhul raske mõista ja tekib küsimus: kas mõõdetud parameetri (mida kirjeldab lainefunktsioon) kadumise tõenäosuse seadus võib olla selline, et ebavõrdsus ei ole rikutud kummaski otsas ja üldise statistikaga mõlemas otsas - rikuti - ja loomulikult ilma igasuguse seoseta, välja arvatud seos üldise esilekerkimise aktiga.

Ma annan vastuse ette: jah, saab, eeldusel, et need tõenäosused ei ole "klassikalised", vaid toimivad keerukate muutujatega, et kirjeldada "olekute superpositsiooni" - justkui leides samaaegselt kõik võimalikud olekud teatud tõenäosusega. iga.

Kvantobjektide puhul on nende oleku (lainefunktsiooni) kirjeldaja täpselt selline. Kui me räägime elektroni asukoha kirjeldamisest, siis selle leidmise tõenäosus määrab "pilve" topoloogia - elektroni orbitaali kuju. Mis vahe on klassikalisel ja kvantil?

Kujutagem ette kiiresti pöörlevat jalgrattaratast. Kusagil on sellel punane ketas külgmise esitule helkuri jaoks, kuid selles kohas näeme ainult hägususe tihedamat varju. Tõenäosus, et pulga rattasse pannes helkur pulgast teatud asendis peatub, määratakse lihtsalt kindlaks: üks pulk - üks kindel asend. Panime kaks pulka sisse, aga ratta peatab vaid see, mis on veidi varasem. Kui me püüame oma pulgad täielikult kleepida samaaegselt, tagades, et pulga ratast puudutavate otste vahele ei jääks aega, siis tekib teatav ebakindlus. In "ei olnud aega" interaktsioonide vahel objekti olemusega - kogu kvantimede mõistmise olemus :)

Elektroni kuju määrava "pöörlemiskiirus" (polarisatsioon - elektrilise häire levimine) on võrdne maksimaalse kiirusega, millega kõik looduses võib levida (valguse kiirus vaakumis). Me teame relatiivsusteooria järeldust: sel juhul muutub selle häire aeg nulliks: looduses pole midagi, mis võiks juhtuda selle häire mis tahes kahe levimispunkti vahel, aega ei eksisteeri. See tähendab, et häire suudab aega raiskamata suhelda teiste seda mõjutavate "pulkadega" - samaaegselt. Ja tõenäosus, milline tulemus interaktsiooni ajal konkreetses ruumipunktis saadakse, tuleb arvutada tõenäosusega, mis võtab arvesse seda relativistlikku efekti: Kuna elektronil pole aega, ei saa ta valida. vähimatki erinevust kahe "pulga" vahel nendega suhtlemisel ja teeb seda samaaegselt oma "vaatepunktist": elektron läbib korraga kahte pilu erineva lainetihedusega mõlemas ja seejärel sekkub kahe üksteise peale asetseva lainega.

Siin on erinevus tõenäosuste kirjeldustes klassikalises ja kvantis: Kvantkorrelatsioonid on "tugevamad" kui klassikalised. Kui mündi väljakukkumise tulemus sõltub paljudest mõjuteguritest, kuid üldiselt on need üheselt määratud nii, et tuleb lihtsalt teha täpne müntide väljaviskamise masin ja need kukuvad samamoodi, on juhuslikkus “kadunud”. Kui teha automaat, mis torkab elektronipilve, siis määrab tulemuse see, et iga torke tabab alati midagi, ainult et selles kohas on elektroni olemuse erinev tihedus. Ei ole muid tegureid peale mõõdetud parameetri elektronis leidmise tõenäosuse staatilise jaotuse ja see on hoopis teist laadi determinism kui klassikas. Aga see on ka determinism, s.t. see on alati arvutatav, reprodutseeritav, ainult lainefunktsiooniga kirjeldatud singulaarsusega. Pealegi puudutab selline kvantdeterminism ainult kvantlaine terviklikku kirjeldust. Kuid kvanti jaoks oma aja puudumise tõttu suhtleb see absoluutselt juhuslikult, st. selle parameetrite kogu mõõtmise tulemuse ette ennustamiseks pole kriteeriumit. Selles mõttes on e (klassikalises vaates) absoluutselt mittedeterministlik.

Elektron eksisteerib tõesti ja tõeliselt staatilise moodustise kujul (ja mitte orbiidil pöörleva punktina) - seisulaine elektriline häire, millel on veel üks relativistlik mõju: risti elektrivälja “levi” põhitasandiga (selge, miks jutumärkides:) tekib ka staatiline polarisatsioonipiirkond, mis on võimeline mõjutama teise elektroni sama piirkonda. : magnetmoment. Elektriline polarisatsioon elektronis annab elektrilaengu efekti, selle peegeldumine ruumis teiste elektronide mõjutamise võimaluse näol - magnetlaengu kujul, mis ei saa eksisteerida iseenesest ilma elektriliseta. Ja kui elektriliselt neutraalses aatomis kompenseeritakse elektrilaengud tuumalaengutega, siis saab magnetilisi suunata ühes suunas ja saame magneti. Põhjalikumad ideed selle kohta leiate artiklist .

Suunda, kuhu elektroni magnetmoment suunatakse, nimetatakse spinniks. Need. spin on elektrilise deformatsiooni laine enda peale asetamise meetodi ilming seisvalaine moodustumisega. Spinni arvväärtus vastab enda peale asetseva laine karakteristikule. Elektroni puhul: +1/2 või -1/2 (märk sümboliseerib polarisatsiooni külgnihke suunda – “magnetilist” vektorit).

Kui aatomi välisel elektronkihil on üks elektron ja järsku ühineb sellega teine ​​(kovalentse sideme moodustumine), siis tõusevad nad nagu kaks magnetit kohe positsioonile 69, moodustades sideme energiaga paariskonfiguratsiooni, mis tuleb nende elektronide taaskasutamiseks murda. Sellise paari koguspinn on 0.

Spin on parameeter, mis mängib takerdunud olekute arvestamisel olulist rolli. Vabalt leviva elektromagnetilise kvanti puhul on tingimusliku parameetri “spin” olemus endiselt sama: välja magnetilise komponendi orientatsioon. Kuid see ei ole enam staatiline ega too kaasa magnetmomendi tekkimist. Selle parandamiseks pole vaja magnetit, vaid polarisaatori pilu.

Et saada ideid kvantpõimumise kohta, soovitan lugeda Aleksei Levini populaarset ja lühikest artiklit: Kirg eemalt . Palun järgige linki ja lugege enne jätkamist :)

Seega realiseeruvad konkreetsed mõõteparameetrid ainult mõõtmise ajal ja enne seda eksisteerisid need tõenäosusjaotuse kujul, mis moodustas makromaailmale nähtava mikromaailma polarisatsiooni leviku dünaamika relativistlike mõjude staatika. Kvantmaailmas toimuva olemuse mõistmine tähendab tungida selliste relativistlike efektide ilmingutesse, mis tegelikult annavad kvantobjektile olemise omadused. samaaegselt erinevates olekutes kuni konkreetse mõõtmise hetkeni.

"Põimunud olek" on kahe osakese täiesti deterministlik olek, millel on kvantomaduste kirjeldusest nii identne sõltuvus, et järjekindla käitumisega kvantstaatika olemuse iseärasuste tõttu tekivad mõlemas otsas järjekindlad korrelatsioonid. Erinevalt makrostatistikast on kvantstatistikas võimalik selliseid korrelatsioone säilitada ruumis ja ajas eraldatud ning parameetrites varem järjekindlate objektide puhul. See väljendub Belli ebavõrdsuse täitumise statistikas.

Kuidas erineb kahe vesinikuaatomi segamata elektronide lainefunktsioon (meie abstraktne kirjeldus) (kuigi selle parameetrid on üldtunnustatud kvantarvud)? Mitte midagi peale selle, et paaritu elektroni spinn on juhuslik, ilma Belli ebavõrdsust rikkumata. Paaritud sfäärilise orbitaali moodustumisel heeliumi aatomis või kahe vesinikuaatomi kovalentsetes sidemetes kahe aatomiga üldistatud molekulaarorbitaali moodustumisel osutuvad kahe elektroni parameetrid omavahel kooskõlas olevateks. . Kui takerdunud elektronid jagunevad ja nad hakkavad liikuma eri suundades, siis ilmub nende lainefunktsiooni parameeter, mis kirjeldab tõenäosustiheduse nihet ruumis aja funktsioonina – trajektoor. Ja see ei tähenda sugugi, et funktsioon oleks ruumis ära määritud, lihtsalt sellepärast, et objekti leidmise tõenäosus muutub sellest mingil kaugusel nulliks ja sinna ei jää midagi, mis viitaks elektroni leidmise tõenäosusele. See on eriti ilmne, kui paar on õigeaegselt lahutatud. Need. tekivad kaks lokaalset ja sõltumatut deskriptorit, mis liiguvad osakesi vastassuundades. Kuigi ikka on võimalik kasutada ühte üldkirjeldust, on see vormistaja õigus :)

Lisaks ei saa osakeste keskkond jääda ükskõikseks ja allub ka muutmisele: keskkonna osakeste lainefunktsiooni deskriptorid muutuvad ja osalevad oma mõju kaudu tekkivas kvantstatistikas (tekitades selliseid nähtusi nagu dekoherentsus) . Kuid tavaliselt ei mõtle peaaegu keegi kirjeldada seda üldise lainefunktsioonina, kuigi ka see on võimalik.

Paljud allikad pakuvad nende nähtuste kohta üksikasjalikku teavet.

M.B. Mensky kirjutab:

"Üks selle artikli eesmärke... on põhjendada seisukohta, et on olemas kvantmehaanika formuleering, milles ei teki paradokse ja milles saab vastused kõigile küsimustele, mida füüsikud tavaliselt esitavad. Paradoksid tekivad vaid siis, kui teadlast ei rahulda see teooria "füüsiline" tasand, kui ta esitab küsimusi, mida füüsikas pole kombeks püstitada, ehk siis kui ta võtab enda ülesandeks püüda väljuda füüsika piiridest.. ...Põimunud olekutega seotud kvantmehaanika eripärad sõnastati esmakordselt seoses EPR paradoksiga, kuid praegu ei tajuta neid paradoksaalsetena. Inimeste jaoks, kes töötavad professionaalselt kvantmehaanilise formalismiga (st enamiku füüsikute jaoks), pole midagi paradoksaalset ei EPR-paarides ega isegi väga keerulistes olekutes. suur hulk mõisted ja suur hulk tegureid igas terminis. Selliste olekutega tehtud katsete tulemusi on põhimõtteliselt lihtne arvutada (kuigi keerukate põimunud olekute arvutamisel on loomulikult võimalikud tehnilised raskused)."

Kuigi tuleb öelda, et aruteludes teadvuse rolli ja teadliku valiku üle kvantmehaanikas, osutub Mensky selleks, kes võtab " võtke julgust ja proovige minna füüsikast kaugemale". See meenutab katseid läheneda psüühika nähtustele. Kvantprofessionaalina on Mensky hea, kuid psüühika mehhanismides on ta, nagu Penrose, naiivne.

Väga lühidalt ja tinglikult (ainult olemuse mõistmiseks) takerdunud olekute kasutamisest kvantkrüptograafias ja teleportatsioonis (kuna just see hämmastab tänulike vaatajate kujutlusvõimet).

Niisiis, krüptograafia. Peate saatma jada 1001

Kasutame kahte kanalit. Esimese järgi saadame ühe biti kujul takerdunud osakese ja teise järgi info selle kohta, kuidas saadud andmeid tõlgendada.

Oletame, et kasutatud kvantmehaanilise parameetri spinni võimalikule seisundile tingimuslikes olekutes on alternatiiv: 1 või 0. Pealegi on nende esinemise tõenäosus iga vabanenud osakeste paari puhul tõeliselt juhuslik ega anna edasi mingit tähendust.

Esimene ülekanne. Mõõtmisel Siin selgus, et osakesel on olek 1. See tähendab, et teisel on olek 0. Nii et maht Vajaliku ühiku kättesaamise lõpus edastame biti 1. Seal nad mõõdavad osakese olekut ja, et teada saada, mida see tähendab, lisavad selle edastatavale 1. Nad saavad 1. Samal ajal kontrollivad nad valgega, et takerdumine pole katkenud, s.t. infot pealt ei kuulatud.

Teine käik. Tulemuseks on jällegi olek 1. Teisel on 0. Edastame info - 0. Liidame kokku ja saame vajaliku 0.

Kolmas käik. Siin on olek 0. See tähendab - 1. Et saada 0, edastame 0. Lisame, saame 0 (kõige vähemtähtsas numbris).

Neljandaks. Siin - 0, seal - 1, seda tuleb tõlgendada kui 1. Me edastame teabe - 0.

See on põhimõte. Infokanali pealtkuulamine on täiesti korrelatsioonita järjestuse (esimese osakese oleku krüpteerimine võtmega) tõttu kasutu. Hägustatud kanali pealtkuulamine – häirib vastuvõttu ja tuvastatakse. Edastuse õigsuse ja pealtkuulamatuse määrab Belli järgi edastuse statistika mõlemast otsast (vastuvõtvas otsas on kõik vajalikud andmed edastatava otsa kohta).

See on teleportatsiooni sisu. Seal ei ole osakesele mingi suvalise oleku pealesurumine, vaid ainult ennustus, milline see olek on pärast (ja alles pärast) siinse osakese mõõtmise teel ühendusest eemaldamist. Ja siis nad ütlevad, et toimus kvantoleku üleminek koos komplementaarse oleku hävimisega alguspunktis. Saanud siit infot oleku kohta, saad kvantmehaanilist parameetrit ühel või teisel viisil reguleerida nii, et see osutub siin olevaga identseks, aga siin seda enam ei ole ja räägitakse keelu rakendamisest. kloonimine seotud olekus.

Tundub, et makrokosmoses pole nendele nähtustele analooge, ei palle, õunu jne. klassikalisest mehaanikast ei saa tõlgendada kvantobjektide selle olemuse avaldumist (tegelikult pole sellel põhimõttelisi takistusi, mida näidatakse allpool viimases lingis). See on peamine raskus neile, kes soovivad saada nähtavat "seletust". See ei tähenda, et selline asi poleks mõeldav, nagu mõnikord väidetakse. See tähendab, et peate üsna hoolikalt töötama relativistlike kontseptsioonide kallal, mis mängivad kvantmaailmas otsustavat rolli ja ühendavad kvantmaailma makromaailmaga.

Kuid ka see pole vajalik. Tuletagem meelde esituse põhiülesannet: milline peaks olema mõõdetud parameetri materialiseerumise seadus (mida kirjeldab lainefunktsioon), et ebavõrdsust ei rikutaks kummaski otsas ja üldise statistikaga rikutaks seda mõlemad otsad. Selle mõistmiseks on palju tõlgendusi, kasutades abiabstraktsioone. Nad räägivad samast asjast erinevaid keeli sellised abstraktsioonid. Neist kaks on ideekandjate vahel jagatud õigsuse poolest kõige märkimisväärsemad. Loodan, et peale öeldut saab selgeks, mida silmas peetakse :)

Kopenhaageni tõlgendus Einsteini-Podolsky-Roseni paradoksi käsitlevast artiklist:

" (EPR paradoks) – näiline paradoks... Kujutagem ette, et kahel galaktika erinevates otstes asuval planeedil on kaks münti, mis kukuvad alati välja ühtemoodi. Kui salvestate kõigi visete tulemused ja seejärel võrdlete neid, langevad need kokku. Tilgad ise on juhuslikud ja neid ei saa kuidagi mõjutada. Näiteks on võimatu kokku leppida, et pead on üks ja sabad nullid, ja seega edastada kahendkoodi. Lõppude lõpuks on nullide ja ühtede jada traadi mõlemas otsas juhuslik ja sellel ei ole mingit tähendust.

Selgub, et paradoksil on seletus, mis sobib loogiliselt nii relatiivsusteooria kui ka kvantmehaanikaga.

Võib arvata, et see seletus on liiga ebausutav. See on nii kummaline, et Albert Einstein ei uskunud kunagi "jumalasse, kes mängib täringut". Kuid Belli ebavõrdsuse hoolikad katsetused on näidanud, et meie maailmas juhtub mittekohalikke õnnetusi.

Oluline on rõhutada selle loogika üht juba mainitud tagajärge: põimunud olekute mõõtmised ei riku relatiivsusteooriat ja põhjuslikkust, kui need on tõeliselt juhuslikud. Mõõtmise asjaolude ja häire vahel ei tohiks olla seost, mitte vähimatki mustrit, sest vastasel juhul tekiks võimalus info hetkeliseks edastamiseks. Seega tõendavad kvantmehaanika (Kopenhaageni tõlgenduses) ja takerdunud olekute olemasolu looduses indeterminismi olemasolu."

Statistilises tõlgenduses näidatakse seda mõiste „statistiliste ansamblite” kaudu (sama):

Statistilise tõlgenduse seisukohalt ei ole kvantmehaanika reaalsed uurimisobjektid üksikud mikroobjektid, vaid samades makrotingimustes paiknevate mikroobjektide statistilised ansamblid. Vastavalt sellele tähendab fraas "osake on sellises ja sellises olekus" tegelikult "osake kuulub sellisesse ja sellisesse statistilisse ansamblisse" (koosneb paljudest sarnastest osakestest). Seetõttu muudab ühe või teise alamrühma valik algkoosseisus oluliselt osakese olekut, isegi kui sellele otsest mõju ei olnud.

Lihtsa illustratsioonina vaadake järgmist näidet. Võtame 1000 värvilist münti ja viskame need 1000 paberilehele. Tõenäosus, et meie juhuslikult valitud lehele trükiti "pead", on 1/2. Samal ajal on lehtedel, millel mündid asuvad "saba" peal, sama tõenäosus 1 - see tähendab, et meil on võimalus kaudselt tuvastada paberil oleva jäljendi olemus, vaadates mitte lehte ennast, vaid ainult münti. Sellise “kaudse mõõtmisega” seotud ansambel on aga täiesti erinev algsest: see ei sisalda enam 1000 paberilehte, vaid ainult umbes 500!

Seega kehtiks EPR-i “paradoksi” määramatuse seose ümberlükkamine ainult siis, kui algsele ansamblile oleks võimalik samaaegselt valida mittetühi alamansambel nii impulsi kui ka ruumikoordinaatide alusel. Ent just sellise valiku võimatust kinnitab määramatuse seos! Teisisõnu, EPR “paradoks” kujuneb tegelikult nõiaringiks: see eeldab juba ette ümberlükatava fakti ebaõigsust.

Võimalus osakese "ülevalguse signaaliga". A osakesele B põhineb ka asjaolu eiramisel, et mõõdetud suuruste väärtuste tõenäosusjaotused ei iseloomusta mitte konkreetset osakeste paari, vaid statistilist ansamblit, mis sisaldab tohutul hulgal selliseid paare. Siinkohal võib sarnasena käsitleda olukorda, kus pimedas visatakse linale värviline münt, misjärel leht tõmmatakse välja ja lukustatakse seifi. Tõenäosus, et "pead" on lehele trükitud, on a priori võrdne 1/2-ga Ja see, et see muutub kohe 1-ks, kui lülitame valguse sisse ja veendume, et münt on "sabaga" üleval. kõik näitavad meie pilgu võimet udutada keemiliselt seifi lukustatud esemeid.

Rohkem detaile: A.A. Pechenkin Ensemble kvantmehaanika tõlgendused USA-s ja NSV Liidus.

Ja veel üks tõlgendus saidilt http://ru.philosophy.kiev.ua/iphras/library/phnauk5/pechen.htm:

Van Fraasseni modaalne tõlgendus eeldab, et füüsilise süsteemi seisund muutub ainult põhjuslikult, s.t. Schrödingeri võrrandi kohaselt ei määra see olek aga väärtusi üheselt füüsikalised kogused, tuvastati mõõtmise ajal.

Popper toob siinkohal oma lemmiknäite: laste piljard (nõeltega kaetud laud, millel veereb ülalt alla metallist kuul, mis sümboliseerib füüsilist süsteemi – piljard ise sümboliseerib eksperimentaalset seadet). Kui pall on piljardi tipus, on meil üks kalduvus, üks eelsoodumus jõuda mingisse punkti laua allosas. Kui fikseerisime palli kuskil laua keskel, muutsime katse spetsifikatsiooni ja saime uue eelsoodumuse. Kvantmehaaniline indeterminism on siin täielikult säilinud: Popper näeb ette, et piljard ei ole mehaaniline süsteem. Me ei suuda palli trajektoori jälgida. Kuid “lainepaketi redutseerimine” ei ole subjektiivse vaatluse akt, see on eksperimentaalse olukorra teadlik ümberdefineerimine, kogemuse tingimuste kitsendamine.

Võtame faktid kokku

1. Vaatamata parameetri kadumise absoluutsele juhuslikkusele massis takerdunud osakeste paaride mõõtmisel, ilmneb järjepidevus igas sellises paaris: kui paari ühe osakese spinn on 1, siis paari teise osakese spinn on vastupidine spin. See on põhimõtteliselt arusaadav: kuna paaris olekus ei saa olla kahte osakest, millel on samas energiaseisundis sama spinn, siis nende lõhenemisel, kui konsistents säilib, jäävad spinnid ühtlaseks. Niipea kui ühe spinn on kindlaks määratud, saab teada ka teise spinn, hoolimata asjaolust, et spinni juhuslikkus mõõtmisel mõlemalt poolt on absoluutne.

Lubage mul lühidalt selgitada kahe osakese täiesti identsete olekute võimatust ühes kohas aegruumis, mida aatomi elektronkihi struktuuri mudelis nimetatakse Pauli printsiibiks ja järjepidevate olekute kvantmehaanilises arvestamises. - takerdunud objektide kloonimise võimatuse põhimõte.

On midagi (veel teadmata), mis tegelikult takistab kvantil või sellele vastaval osakesel olla ühes lokaalses olekus teisega – kvantparameetrite poolest täiesti identsed. See realiseerub näiteks Casimiri efektis, kui plaatide vahelised virtuaalsed kvantid ei saa olla lainepikkusega, mis ei ületa vahet. Ja see on eriti selgelt realiseeritud aatomi kirjelduses, kui antud aatomi elektronid ei saa olla kõigis aspektides identsete parameetritega, mis on aksioomiliselt formaliseeritud Pauli printsiibiga.

Esimesel, lähimal kihil võib olla ainult 2 sfääri kujul olevat elektroni (s-elektronid). Kui neid on kaks, siis on neil erinevad spinnid ja nad on paaris (põimunud), moodustades sidumisenergiaga ühise laine, mida tuleb selle paari purustamiseks rakendada.

Teisel, kaugemal ja kõrgemal energiatasemel võib olla 4 kahe paari elektroni "orbitaali" seisulaine kujul, mis on kujuga kaheksaks (p-elektronid). Need. suurem energia võtab rohkem ruumi ja võimaldab mitmel juba ühendatud paaril olla kõrvuti. Teine kiht erineb energeetiliselt esimesest kihist 1 võimaliku diskreetse energia oleku võrra (mida rohkem välimisi elektrone, mis kirjeldavad ruumiliselt suuremat pilve, on ka suurema energiaga).

Kolmas kiht võimaldab teil juba ruumiliselt olla 9 nelinurkse orbiiti (d-elektronid), neljas - 16 orbiiti - 32 elektroni, vormi mis meenutavad erinevates kombinatsioonides ka mahukaheksaid ( f-elektronid).

Elektronpilvede kujundid:

a – s-elektronid; b – p-elektronid; c – d-elektronid.

See diskreetselt erinevate olekute kogum – kvantarvud – iseloomustab elektronide võimalikke lokaalseid olekuid. Ja see tulebki sellest.

Kui kahel elektronil on erinevad spinnidüksenergiatase (kuigi see pole põhimõtteliselt vajalik: http://www.membrana.ru/lenta/?9250) paari, tekib ühine “molekulaarorbitaal”, mille energiatase on energia ja sideme tõttu madalam. Kaks vesinikuaatomit, millest igaüks jagab paardumata elektroni, moodustavad nende elektronide ühise kattuvuse – (lihtsa kovalentse) sideme. Niikaua kui see eksisteerib, on tõesti kahel elektronil ühine ühtne dünaamika – ühine lainefunktsioon. Kui kaua? "Temperatuur" või midagi muud, mis võib sideenergiat kompenseerida, lõhub selle. Aatomid lendavad lahku, elektronid ei jaga enam ühist lainet, vaid on endiselt üksteist täiendavas, vastastikku järjekindlas takerdumises. Aga seost enam ei ole :) See on hetk, mil üldisest lainefunktsioonist ei tasu enam rääkida, kuigi tõenäosuslikud karakteristikud kvantmehaanika mõttes jäävad samaks, nagu jätkuks see funktsioon üldlaine kirjeldamiseks. See tähendab täpselt järjepideva korrelatsiooni ilmnemise võime säilitamist.

Kirjeldatakse meetodit takerdunud elektronide tootmiseks nende interaktsioonide kaudu: http://www.scientific.ru/journal/news/n231201.html või rahvapäraselt-skemaatiliselt - sisse http://www.membrana.ru/articles/technic/2002/02/08/170200.html : " Elektronide "määramatuse seose" loomiseks, st nende "segaseks ajamiseks", peate veenduma, et need on kõigis aspektides identsed, ja seejärel tulistada need elektronid kiire jaoturisse. Mehhanism "lõhestab" iga elektroni, viies need "superpositsiooni" kvantolekusse, mille tulemusena liigub elektron võrdselt ühel kahest teest.".

2. Mõlema poole mõõtmiste statistika korral võib juhuslikkuse vastastikune kooskõla paarides viia Belli ebavõrdsuse rikkumiseni teatud tingimustel. Kuid mitte mõne erilise, seni tundmatu kvantmehaanilise üksuse kasutamise kaudu.

Järgnev lühike artikkel (R. Pnrose'i esitatud ideede põhjal) võimaldab meil jälgida (näidata põhimõtet, näidet), kuidas see on võimalik: Belli ebavõrdsuse suhtelisus ehk alasti kuninga uus meel. Seda näitab ka A. V. Belinsky töö, mis on avaldatud ajakirjas Advances in Physical Sciences: Belli teoreem ilma lokaalsuse eelduseta. Veel üks A.V Belinsky töö huvilistele kaalumiseks: Belli teoreem trikhotoomiliste vaadeldavate objektide kohta, samuti arutelu D.P.S.-iga, prof, Acad. Valeri Borisovitš Morozov (FRTK-MIPT füüsikaosakonna foorumite ja "dubinushki" üldtunnustatud valgusti), kus Morozov pakub kaalumiseks mõlemat A. V. Belinski tööd: Aspekti kogemus: küsimus Morozovile. Ja lisaks teemale Belli ebavõrdsuse rikkumiste võimalikkusest ilma pikaajalisi meetmeid võtmata: Modelleerimine Belli ebavõrdsuse abil.

Pange tähele, et "Belli ebavõrdsuse relatiivsus või alasti kuninga uus mõistus" ega ka "Belli teoreem ilma lokaalsuse eelduseta" ei pretendeeri kirjeldada kvantmehaanilise takerdumise mehhanismi. Ülesanne on näidatud esimese lingi viimases lauses: "Pole põhjust viidata Belli ebavõrdsuse rikkumisele kui ühegi kohaliku realismi mudeli vaieldamatule ümberlükkamisele." need. selle kasutamise piiriks on alguses öeldud teoreem: "Võib eksisteerida klassikalise paikkonna mudeleid, milles Belli ebavõrdsust rikutakse." Selle kohta on arutelus täiendavaid selgitusi.

Ma annan teile ka enda mudeli.
“Kohaliku realismi rikkumine” on lihtsalt relativistlik efekt.
Keegi (tavaline) ei vaidle vastu sellele, et maksimaalse kiirusega (valguse kiirus vaakumis) liikuval süsteemil pole ei ruumi ega aega (Lorentzi teisendus annab sel juhul aja ja ruumi nulli), s.t. kvanti jaoks on see korraga nii siin kui seal, ükskõik kui kaugel see seal ka poleks.
On selge, et takerdunud kvantidel on oma lähtepunkt. Ja elektronid on samasugused kvantid seisulaine olekus, st. eksisteerivad siin ja seal samaaegselt kogu elektroni eluea jooksul. Kõik kvantide omadused osutuvad meile, neile, kes tajuvad seda väljastpoolt, ette määratud, sellepärast. Me koosneme lõpuks kvantidest, mida on nii siin kui seal. Nende jaoks on interaktsiooni levimise kiirus (maksimaalne kiirus) lõpmatult suur. Kuid kõik need lõpmatused on erinevad, nagu ka lõikude erinevad pikkused, kuigi igaühel on lõpmatu arv punkte, kuid nende lõpmatuste suhe annab pikkuste suhte. Nii ilmub meie jaoks aeg ja ruum.
Meie jaoks rikutakse eksperimentides kohalikku realismi, kuid kvantide jaoks mitte.
Kuid see lahknevus ei mõjuta tegelikkust mitte kuidagi, sest me ei saa sellist lõpmatut kiirust praktiliselt ära kasutada. Kvantteleportatsiooni ajal ei edastata ei teavet ega, eriti ainet, määramatult kiiresti.
Nii et see kõik on vaid relativistlike efektide naljad, ei midagi enamat. Neid saab kasutada kvantkrüptograafias või milleski muus, kuid neid ei saa kasutada reaalseks pikamaategevuseks.

Vaatame Belli ebavõrdsuse olemust.
1. Kui arvestite orientatsioon mõlemas otsas on sama, siis on mõlemas otsas pöörlemise mõõtmistulemus alati vastupidine.
2. Kui arvestite suund on vastupidine, siis on tulemus sama.
3. Kui vasakpoolse meetri orientatsioon erineb parempoolsest vähem kui teatud nurga võrra, siis realiseerub punkt 1 ja kokkulangevused jäävad Belli poolt sõltumatutele osakestele ennustatud tõenäosuse piiresse.
4. Kui nurk ületab, on punkt 2 ja kokkulangevused suuremad kui Belli ennustatud tõenäosus.

Need. väiksema nurga all saame spinnide valdavalt vastupidised väärtused ja suurema nurga all valdavalt identsed.
Miks see spinniga juhtub, võib ette kujutada, pidades meeles, et elektroni spin on magnet ja seda mõõdetakse ka magnetvälja orientatsiooni järgi (või vabas kvantis on spin polarisatsiooni suund ja seda mõõdetakse pilu orientatsioon, mille kaudu polarisatsiooni pöörlemistasand peaks langema).
On selge, et saates magneteid, mis olid algselt seotud ja säilitasid saatmisel vastastikuse orientatsiooni, mõjutame neid mõõtmise ajal magnetväljaga (keerates neid ühes või teises suunas) samamoodi nagu kvantparadoksides.
Selge on see, et magnetväljaga (sealhulgas teise elektroni spinni) sattudes orienteerub spinn tingimata sellele vastavalt (teise elektroni spinni puhul vastastikku vastupidine). Sellepärast öeldakse, et "pöörlemisorientatsioon toimub ainult mõõtmise ajal", kuid samal ajal sõltub see selle algsest asendist (mis suunas pöörata) ja arvesti mõjusuunast.
Selge on see, et selleks ei ole vaja teha kaugemaid tegevusi, nagu ka osakeste algolekus pole vaja sellist käitumist ette kirjutada.
Mul on alust arvata, et seni üksikute elektronide spinni mõõtmisel ei arvestata vahepealseid spinni olekuid, vaid ainult valdavalt mööda mõõtevälja ja vastu välja. Meetodite näited: , . Tasub pöörata tähelepanu nende meetodite väljatöötamise kuupäevale, mis on hilisem kui ülalkirjeldatud katsed.
Antud mudel on muidugi lihtsustatud (kvantnähtuste puhul ei ole spin just materiaalsed magnetid, kuigi need annavad kõik vaadeldud magnetnähtused) ega arvesta paljude nüanssidega. Seetõttu pole see reaalse nähtuse kirjeldus, vaid näitab ainult võimalikku printsiipi. Ja näitab ka seda, kui halb on lihtsalt usaldada kirjeldavat formalismi (valemeid), mõistmata toimuva olemust.
Veelgi enam, Belli teoreem on õige Aspeki artikli sõnastuses: "võimatu on leida teooriat täiendava parameetriga, mis rahuldaks üldkirjeldus, mis reprodutseerib kõiki kvantmehaanika ennustusi." ja üldsegi mitte Penrose'i sõnastuses: "selgub, et kvantteooria ennustusi on võimatu sel (mitte-kvant) viisil reprodutseerida. On selge, et järjekorras teooria tõestamiseks Penrose'i järgi tuleb tõestada, et mitte mingil juhul ei ole muude mudelitega peale kvantmehaanilise katse Belli ebavõrdsuse rikkumine võimalik.

See on mõnevõrra liialdatud, võib öelda, et labane tõlgendusnäide, lihtsalt näitamaks, kuidas taoliste tulemustega võib petta saada. Kuid teeme selgeks, mida Bell tõestada tahtis ja mis tegelikult juhtub. Bell lõi eksperimendi, mis näitas, et põimumises ei ole eelnevalt eksisteerivat “algoritmi”, ei ole eelnevalt loodud korrelatsiooni (nagu vastased toona väitsid, öeldes, et on olemas varjatud parameetrid, mis sellise korrelatsiooni määravad). Ja siis peaksid tema katsete tõenäosused olema suuremad kui tegelikult juhusliku protsessi tõenäosus (miks on allpool hästi kirjeldatud).
AGA tegelikult on neil lihtsalt samad tõenäosuslikud sõltuvused. Mida see tähendab? See tähendab, et tegemist ei ole üldse mingi etteantud, antud seosega parameetri fikseerimise ja mõõtmise vahel, vaid selline fikseerimise tulemus tuleneb sellest, et protsessidel on sama (täiendav) tõenäosusfunktsioon (mis, üldiselt tuleneb otseselt kvantmehaanilistest kontseptsioonidest), olemus, milleks on fikseeritud parameetri realiseerimine, mida ei määratletud selle "võrdlusraamis" ruumi ja aja puudumise tõttu selle olemasolu maksimaalse võimaliku dünaamika tõttu. (Lorentzi teisendustega formaliseeritud relativistlik efekt, vt vaakum, kvantid, aine).

Nii kirjeldab Brian Greene oma raamatus The Fabric of the Cosmos Belli katse metodoloogilist olemust. Mõlemad mängijad said palju kaste, millest igaühel oli kolm ust. Kui esimene mängija avab sama ukse kui teine ​​sama numbriga kastis, siis vilgub see sama tulega: punase või sinise.
Esimene mängija Scully oletab, et selle tagab igasse paari sõltuvalt uksest sisseehitatud välguvärviprogramm, teine ​​mängija Mulder usub, et välgud järgnevad võrdse tõenäosusega, kuid on kuidagi seotud (mittekohaliku kaugtegevusega) . Teise mängija sõnul otsustab kõik kogemused: kui programm - siis peaks erinevate uste juhuslikul avamisel identsete värvide tõenäosus olema üle 50%, vastupidiselt juhusliku tõenäosuse tõele. Ta tõi näite, miks:
Täpsemalt kujutame ette, et eraldi kastis oleva kera programm toodab sinise (1. uks), sinise (2. uks) ja punase (3. uks) värvi. Nüüd, kuna me mõlemad valime ühe kolmest uksest, on kokku üheksa võimalikku uste kombinatsiooni, mida saame antud kasti jaoks avada. Näiteks saan valida oma kasti ülemise luugi, samas kui teie saate valida oma kasti küljeukse; või võin valida välisukse ja teie saate valida ülemise ukse; ja nii edasi."
"Jah muidugi." – Scully hüppas. „Kui nimetame ülemist ust 1, külgust 2 ja välisuks 3, siis on üheksa võimalikku uksekombinatsiooni lihtsalt (1,1), (1,2), (1,3), (2,1). ), ( 2,2), (2,3), (3,1), (3,2) ja (3,3).
"Jah, see on õige," jätkab Mulder. - "Nüüd oluline punkt: Nendest üheksast võimalusest märgime, et viis uste kombinatsiooni – (1,1), (2,2), (3,3), (1,2) ja (2,1) – viivad tulemuseni, et me vaadake, kuidas meie kastides olevad kerad vilguvad samade värvidega.
Esimesed kolm uksekombinatsiooni on need, mille puhul valime samad uksed ja nagu me teame, on tulemuseks see, et näeme alati samu värve. Ülejäänud kahe uksekombinatsiooni (1,2) ja (2,1) tulemuseks on samad värvid, kuna programm näeb ette, et kui uks 1 või uks 2 on avatud, vilguvad kerad ühte värvi - sinist. Seega, kuna 5 on rohkem kui pool 9-st, tähendab see, et enam kui poolel – enam kui 50 protsendil – võimalikest uste kombinatsioonidest, mida saame avada, vilguvad kerad sama värvi.
"Aga oota," protesteerib Scully. - "See on vaid üks näide eriprogrammist: sinine, sinine, punane Oma selgituses eeldasin, et erinevate numbritega kastidel võivad olla ja üldiselt on erinevad programmid."
"Tõesti, see pole oluline. Järeldus kehtib kõigi võimalike programmide kohta.

Ja see on tõesti tõsi, kui tegemist on programmiga. Kuid see pole sugugi nii, kui me käsitleme paljude kogemuste juhuslikke sõltuvusi, kuid kõigil neil õnnetustel on igas katses sama vorm.
Elektronide puhul, kui nad olid algselt seotud paariks, mis tagab nende täiesti sõltuvad spinnid (vastaspidised) ja lenduvad lahku, jääb see vastastikune sõltuvus loomulikult täielikuks üldpildiks sademete tõelisest tõenäosusest ja Asjaolu, et on võimatu ette öelda, kuidas kahe elektroni spinnid paaris kujunesid, on võimatu enne, kui üks neist on kindlaks määratud, kuid nad "juba" (kui nii saab öelda millegi suhtes, millel pole oma oma aja ja ruumi mõõdik) omavad teatud suhtelist asendit.

Edasi Brian Greene'i raamatus:
on võimalus uurida, kas oleme tahtmatult STO-ga vastuollu sattunud. Aine ja energia ühine omadus on see, et ühest kohast teise üle kandes suudavad nad teavet edastada. Raadiosaatjajaamast vastuvõtjani liikuvad footonid kannavad teavet. Interneti-kaablite kaudu teie arvutisse liikuvad elektronid kannavad teavet. Igas olukorras, kus midagi – isegi midagi tundmatut – eeldatakse, et see liigub valguse kiirusest kiiremini, on ohutu test küsida, kas see on või vähemalt suudab teavet edastada. Kui vastus on eitav, läbib standardne arutluskäik, et miski ei ületa valguse kiirust ja SRT jääb vaidlustamata. Praktikas kasutavad füüsikud sageli seda testi, et teha kindlaks, kas mõni peen protsess rikub SRT seadusi. Sellest katsest ei elanud midagi üle.

Mis puudutab R. Penrose'i lähenemist ja nii edasi. tõlgendajad, siis püüan tema teosest Penrouz.djvu esile tuua selle fundamentaalse hoiaku (maailmavaate), mis viib otseselt müstiliste vaadeteni mittelokaalsuse kohta (oma kommentaaridega - must tsaeta):

Vaja oli leida viis, mis võimaldaks matemaatikas tõde eraldada eeldustest - mingi formaalne protseduur, mille abil saaks kindlalt öelda, kas antud matemaatiline väide vastab tõele või mitte. (vastuväide vt Aristotelese meetod ja tõde, tõe kriteeriumid). Kuni see probleem pole korralikult lahendatud, võib vaevalt tõsiselt loota edule teiste, palju keerulisemate probleemide lahendamisel – nende, mis puudutavad maailma liigutavate jõudude olemust, hoolimata sellest, mis suhe neil samadel jõududel matemaatilise tõega võib olla. Arusaam, et universumi mõistmise võti peitub ümberlükkamatus matemaatikas, on võib-olla esimene kõige olulisem läbimurre teaduses üldiselt. Muistsed egiptlased ja babüloonlased arvasid erinevaid matemaatilisi tõdesid, kuid matemaatilise mõistmise aluse esimene kivi...
... esimest korda avanes inimestel võimalus sõnastada usaldusväärseid ja ilmselgelt ümberlükkamatuid väiteid – väiteid, mille tõesus on tänapäeval väljaspool kahtlust, hoolimata sellest, et teadus on sellest ajast saadik kaugele edasi astunud. Esimest korda avastasid inimesed matemaatika tõeliselt ajatu olemuse.
Mis see on – matemaatiline tõestus? Matemaatikas on tõestus laitmatu arutluskäik, mis kasutab ainult puhta loogika võtteid. (puhast loogikat ei eksisteeri. Loogika on looduses leiduvate mustrite ja suhete aksiomaatiline formaliseerimine) mis võimaldab teha ühemõttelise järelduse konkreetse matemaatilise väite kehtivuse kohta, tuginedes mis tahes muude matemaatiliste väidete kehtivusele, mis on kas eelnevalt kindlaks tehtud sarnasel viisil või ei nõua üldse tõestust (spetsiaalsed elementaarväited, mille tõesus, Üldiselt arvatakse, et need on iseenesestmõistetavad, neid nimetatakse aksioomideks) . Tõestatud matemaatilist väidet nimetatakse tavaliselt teoreemiks. See on koht, kus ma temast aru ei saa: on ka teoreeme, mis on lihtsalt välja öeldud, kuid mitte tõestatud.
... Objektiivseid matemaatilisi mõisteid tuleks käsitleda kui ajatuid objekte; pole vaja mõelda, et nende olemasolu algab hetkest, mil nad ühel või teisel kujul inimese kujutlusvõimesse ilmuvad.
... Seega erineb matemaatiline eksistents mitte ainult füüsilisest olemasolust, vaid ka eksistentsist, millega meie teadlik taju on võimeline objektile andma. Küll aga on see selgelt seotud kahe viimase eksistentsivormiga – s.t füüsilise ja vaimse eksistentsiga ühendus on täiesti füüsiline mõiste, mida Penrose siin tähendab?- ja vastavad seosed on nii fundamentaalsed kui ka salapärased.
Riis. 1.3. Kolm "maailma" - Platoni matemaatiline, füüsiline ja vaimne - ja kolm neid ühendavat fundamentaalset mõistatust...
... Niisiis, vastavalt joonisel fig. 1.3 diagrammi järgi juhivad kogu füüsilist maailma matemaatilised seadused. Raamatu hilisemates peatükkides näeme, et selle seisukoha toetamiseks on tugevaid (kui mittetäielikke) tõendeid. Kui me usume neid tõendeid, siis peame tunnistama, et kõike, mis eksisteerib füüsilises universumis, kuni pisidetailideni juhivad tõepoolest täpsed matemaatilised põhimõtted – võib-olla võrrandid. Ma lihtsalt loperdan siin vaikselt....
...Kui see on nii, siis on meie füüsilised tegevused täielikult ja täielikult allutatud sellisele universaalsele matemaatilisele kontrollile, kuigi see “kontroll” lubab siiski käitumises teatud juhuslikkust, mida juhivad ranged tõenäosuspõhimõtted.
Paljud inimesed tunnevad end sellistest eeldustest väga ebamugavalt; Ma ise, tunnistan, tekitavad need mõtted omajagu ärevust.
... Võib-olla ei ole need kolm maailma mingis mõttes üldsegi eraldiseisvad entiteedid, vaid peegeldavad ainult mingi põhjapanevama TÕE erinevaid tahke (rõhutus lisatud), mis kirjeldab maailma kui tervikut – tõde, millest meil praegu aimugi pole. mõisted. - puhas Müstika....
.................
Selgub isegi, et ekraanil on alasid, mis on allika poolt eralduvatele osakestele kättesaamatud, hoolimata sellest, et osakesed võisid üsna edukalt nendesse piirkondadesse siseneda, kui ainult üks piludest oli avatud! Kuigi laigud ilmuvad ekraanile ükshaaval lokaliseeritud asukohtades ja kuigi iga osakese kokkupuude ekraaniga võib olla seotud konkreetse osakese allika poolt emissiooniga, on osakese käitumine allika ja allika vahel. ekraan, sealhulgas kahe tõkkepilu olemasoluga seotud ebaselgus, sarnaneb laine käitumisega, milles laine Kui osake põrkub ekraaniga, tunneb see mõlemat pilu korraga. Veelgi enam (ja see on meie vahetutel eesmärkidel eriti oluline) ekraanil olevate triipude vaheline kaugus vastab meie laineosakese lainepikkusele A, mis on seotud osakeste p impulsi impulsiga eelmise valemiga XXXX.
See kõik on täiesti võimalik, ütleb kaine mõistusega skeptik, kuid see ei sunni meid läbi viima nii absurdse välimusega energia ja impulsi identifitseerimist mõne operaatoriga! Jah, just seda ma öelda tahan: operaator on lihtsalt formalism nähtuse kirjeldamiseks selle teatud raamistikus, mitte identsus nähtusega.
Muidugi ei sunni see meid, aga kas peaksime imest ära pöörduma, kui see meile ilmub?! Mis see ime on? Ime on see, et selle eksperimentaalse fakti näilise absurdsuse (lained osutuvad osakesteks ja osakesed laineteks) saab süsteemi tuua kauni matemaatilise formalismi abil, milles impulss on tegelikult samastatud " diferentseerumine piki koordinaati" ja energia koos "aja suhtes diferentseerumisega".
... See kõik on suurepärane, aga kuidas on lood olekuvektoriga? Mis takistab meil tunnistamast, et see esindab tegelikkust? Miks on füüsikud sageli äärmiselt tõrksad seda filosoofilist seisukohta aktsepteerima? Mitte ainult füüsikud, vaid need, kellel on tervikliku maailmavaatega kõik korras ja kes ei kipu alamääratletud arutluskäikudesse.
.... Soovi korral võite ette kujutada, et footonlaine funktsioon lahkub allikast selgelt määratletud väikeste suurustega lainepaketi kujul, siis pärast kiirjaguriga kohtumist jaguneb see kaheks osaks, millest üks peegeldub jaoturilt ja teine ​​edastatakse selle kaudu näiteks risti. Mõlemas sundisime lainefunktsiooni esimeses kiirejaoturis kaheks osaks jagama... Aksioom a 1: kvant ei ole jagatav. Inimest, kes räägib kvanti pooltest väljaspool selle lainepikkust, tajun ma mitte vähem skeptiliselt kui inimest, kes loob iga kvanti oleku muutumisega uue universumi. Aksioom a 2: footon ei muuda oma trajektoori ja kui see on muutunud, siis on see footoni reemissioon elektroni poolt. Sest kvant ei ole elastne osake ja pole midagi, millest ta põrkaks. Millegipärast välditakse selliste katsete kõigis kirjeldustes nende kahe asja mainimist, kuigi neil on põhilisem tähendus kui kirjeldatud mõjudel. Ma ei saa aru, miks Penrose seda ütleb, ta ei saa muud kui teada kvanti jagamatusest, pealegi mainis ta seda kahekordse pilu kirjelduses. Sellistel imelistel juhtudel tuleb ikka püüda jääda põhiaksioomide raamidesse ja kui need satuvad kogemusega mingisugusesse vastuollu, on see põhjus metoodika ja tõlgendus hoolikamalt järele mõelda.
Aktsepteerigem praegu, vähemalt kvantmaailma matemaatilise mudelina, seda kurioosset kirjeldust, mille kohaselt kvantolek areneb mõnda aega lainefunktsiooni kujul, mis tavaliselt "määrdub" kogu ruumis (kuid võimalusega fokusseerimine piiratud alale) ja siis, kui mõõtmine on tehtud, muutub see olek millekski lokaliseeritud ja täpselt määratletud.
Need. nad räägivad tõsiselt võimalusest, et midagi jaotub mitme valgusaasta peale koos hetkelise vastastikuse muutumise võimalusega. Seda saab esitada puhtalt abstraktselt – kui formaliseeritud kirjelduse säilitamine mõlemal küljel, kuid mitte mingi reaalse üksuse kujul, mida esindab kvanti olemus. Siin on selge mõtte järjepidevus matemaatiliste formalismide olemasolu reaalsusest.

Seetõttu tajun nii Penrose'i kui ka teisi sarnaseid lootustandvaid füüsikuid vaatamata nende väga valjule autoriteedile väga skeptiliselt...

S. Weinbergi raamatus Dreams of a Final Theory:
Kvantmehaanika filosoofia on selle tegeliku kasutamise jaoks nii ebaoluline, et hakkab kahtlustama, et kõik sügavad küsimused mõõtmise tähenduse kohta on tegelikult tühjad, mis on tekkinud meie keele ebatäiuslikkusest, mis loodi maailmas, mida juhivad praktiliselt seadused. klassikalisest füüsikast.

Artiklis Mis on lokaalsus ja miks see pole kvantmaailmas? , kus RCC töötaja ja Calgary ülikooli professor Alexander Lvovsky võtab probleemi hiljutiste sündmuste põhjal kokku:
Kvant-mittelokaalsus eksisteerib ainult Kopenhaageni kvantmehaanika tõlgenduse raames. Selle kohaselt kukub kvantseisundi mõõtmisel see kokku. Kui võtta aluseks paljude maailmade tõlgendus, mis ütleb, et oleku mõõtmine laiendab ainult superpositsiooni vaatlejale, siis mittelokaalsust pole. See on lihtsalt illusioon vaatlejast, kes "ei tea", et ta on sattunud takerdunud olekusse osakesega kvantjoone vastasotsas.

Mõned järeldused artiklist ja selle olemasolevast arutelust.
Praegu on erinevate keerukuse tasemete tõlgendusi palju, püüdes mitte lihtsalt kirjeldada takerdumise nähtust ja muid “mittekohalikke mõjusid”, vaid kirjeldada eeldusi nende nähtuste olemuse (mehhanismide) kohta – s.t. hüpoteesid. Pealegi on valdav arvamus, et selles ainevaldkonnas on võimatu midagi ette kujutada ning toetuda saab vaid teatud vormistustele.
Need samad formaliseeringud võivad aga ligikaudu võrdse veenvusega näidata kõike, mida tõlk soovib, kuni uue universumi tekke kirjeldamiseni iga kord kvantebakindluse hetkel. Ja kuna sellised hetked tekivad vaatluse käigus, siis on teadvuse toomine otsekui kvantnähtustes osaleja.
Üksikasjalikku põhjendust – miks see lähenemine täiesti vale tundub – vaata artiklist Heuristika.
Niisiis, iga kord, kui järgmine lahe matemaatik hakkab tõestama midagi kahe täiesti erineva nähtuse olemuse ühtsuse taolist nende matemaatilise kirjelduse sarnasuse põhjal (no näiteks, seda tehakse tõsiselt Coulombi seaduse ja Newtoni gravitatsiooniseadusega) või "selgitage" kvantpõimumist erilise "dimensiooniga" esindamata selle tegelikku kehastust (või meridiaanide olemasolu maalaste formalismis), hoian selle valmis :)

Kvantpõimumine on kvantmehaaniline nähtus, mida hakati praktikas uurima suhteliselt hiljuti – 1970. aastatel. See on järgmine. Kujutagem ette, et mingi sündmuse tulemusena sündis korraga kaks footonit. Kvantipõimunud footonipaari saab näiteks mittelineaarsele kristallile valgustades teatud omadustega laserit. Paaris genereeritud footonitel võib olla erinevad sagedused(ja lainepikkus), kuid nende sageduste summa on võrdne algse ergastuse sagedusega. Neil on ka kristallvõre alusel ortogonaalne polarisatsioon, mis hõlbustab nende ruumilist eraldamist. Kui osakeste paar sünnib, peavad olema täidetud säilivusseadused, mis tähendab, et kahe osakese koguomadused (polarisatsioon, sagedus) on eelnevalt teada, rangelt määratletud väärtusega. Sellest järeldub, et teades ühe footoni omadusi, saame absoluutselt täpselt teada teise footoni omadusi. Kvantmehaanika põhimõtete kohaselt on osake kuni mõõtmise hetkeni mitme võimaliku oleku superpositsioonis ning mõõtmise käigus superpositsioon eemaldatakse ja osake satub ühte olekusse. Kui analüüsite paljusid osakesi, siis igas olekus on superpositsioonis teatud protsent osakesi, mis vastavad selle oleku tõenäosusele.

Aga mis juhtub takerdunud osakeste olekute superpositsiooniga nende ühe oleku mõõtmise hetkel? Kvantpõimumise paradoksaalne ja intuitiivne olemus seisneb selles, et teise footoni tunnus määratakse täpselt sel hetkel, kui me mõõtsime esimese footoni omadust. Ei, see ei ole teoreetiline konstruktsioon, see on karm tõdeümbritsev maailm, kinnitati eksperimentaalselt. Jah, see tähendab vastastikmõju olemasolu, mis toimub lõpmatult suurel kiirusel, ületades isegi valguse kiirust. Kuidas seda inimkonna hüvanguks kasutada, pole veel päris selge. Ideid on rakendusteks kvantarvutuses, krüptograafias ja sides.

Viini teadlased on suutnud välja töötada täiesti uue ja äärmiselt intuitiivse pilditehnika, mis põhineb valguse kvantloomul. Nende süsteemis moodustab kujutise valgus, mis pole kunagi objektiga suhelnud. Tehnoloogia põhineb kvantpõimumise põhimõttel. Selle kohta avaldati artikkel ajakirjas Nature. Uuringus osalesid teadlased kvantoptika ja kvantinformatsiooni instituudist (IQOQI), Viini kvantteaduse ja -tehnoloogia keskusest (VCQ) ja Viini ülikoolist.

Viini teadlaste katses oli ühe takerdunud footonite paari lainepikkus spektri infrapunases osas ja just see läbis proovi. Selle vennal oli punasele valgusele vastav lainepikkus ja kaamera võis teda tuvastada. Laseri tekitatud valguskiir jagati kaheks pooleks ja pooled suunati kahele mittelineaarsele kristallile. Objekt asetati kahe kristalli vahele. See oli nikerdatud kassi siluett – Erwin Schrödingeri spekulatiivse eksperimendi tegelase auks, mis oli juba rahvaluule rännanud. Sellele suunati esimesest kristallist pärit footonite infrapunakiir. Seejärel läbisid need footonid teisest kristallist, kus kassi kujutist läbinud footonid segunesid äsja sündinud infrapuna footonitega nii, et oli täiesti võimatu aru saada, kummas kahest kristallist nad sündisid. Pealegi ei tuvastanud kaamera infrapuna footoneid üldse. Mõlemad punaste footonite kiired ühendati ja saadeti vastuvõtuseadmesse. Selgus, et tänu kvantpõimumise efektile salvestasid nad kogu pildi loomiseks vajaliku teabe objekti kohta.

Sarnased tulemused saadi katsega, kus kujutis ei olnud läbipaistmatu väljalõigatud kontuuriga plaat, vaid mahuline silikoonkujutis, mis ei neelanud valgust, kuid aeglustas infrapuna footoni läbimist ja tekitas footonite vahel faasierinevuse. läbides pildi erinevaid osi. Selgus, et selline plastilisus mõjutas ka punaste footonite faasi, mis olid küll infrapuna footonitega kvantpõimumise seisundis, kuid ei läbinud pilti kunagi.

Teemast ka
Populaarne
Lagi 
Seinad
Sanitaartehnilised tööd
Uksed
Remont