Проведены новые эксперименты по проверке механизма квантовой запутанности

Геометрия эксперимента. Пары запутанных фотонов порождались в Женеве, затем фотоны посылались вдоль оптоволоконных кабелей одинаковой длины (отмечены красным цветом) в два приемника (отмечены буквами APD), отстоящими друг от друга на 18 км. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature
Геометрия эксперимента. Пары запутанных фотонов порождались в Женеве, затем фотоны посылались вдоль оптоволоконных кабелей одинаковой длины (отмечены красным цветом) в два приемника (отмечены буквами APD), отстоящими друг от друга на 18 км. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature

Подавляющее большинство физиков считает бесперспективными попытки объяснения квантовых корреляций в запутанных состояниях гипотетическим влиянием одной частицы на другую. Эксперименты швейцарских физиков лишний раз показали, насколько «неуклюжим» должно быть такое влияние.

Вначале — комментарий

14 августа в журнале Nature была опубликована статья швейцарских физиков с броским заголовком «Testing the speed of 'spooky action at a distance'» («Проверка скорости 'призрачного взаимодействия на расстоянии'»). В разделе News & Views был также опубликован популярный рассказ об этой статье, а спустя несколько часов в самых разных СМИ стали появляться новости одна нелепее другой, вплоть до утверждения, что физикам удалось (уже в который раз!) преодолеть скорость света.

Те издания, которые попытались разобраться в работе, начали с подробных (и в разной степени неудачных) рассуждений про законы квантовой механики, среди которых совершенно затерялась основная суть работы. У читателя, продиравшегося сквозь терминологические заросли, создавалось впечатление, что в этой работе было обнаружено какое-то новое явление, измерена какая-то новая величина — словом, было открыто что-то новое. На самом же деле всё обстоит в точности наоборот — в этой работе ничего нового не было обнаружено, и именно этот факт позволил получить ограничение снизу на некоторую гипотетическую величину (а вовсе не измерить ее!).

Квантовые корреляции

Для того чтобы понять общий смысл работы, не требуется вникать во все квантовомеханические подробности. Достаточно лишь знать, что в нашем мире существуют особые состояния нескольких квантовых частиц — запутанные состояния, у которых наблюдаются квантовые корреляции (вообще, корреляция — это взаимосвязь между событиями выше уровня случайных совпадений). Эти корреляции можно обнаружить экспериментально, что было сделано впервые свыше двадцати лет назад и сейчас уже рутинно используется в разнообразных экспериментах. Подробности этого метода здесь несущественны.

Теперь перейдем непосредственно к работе. Прямо в аннотации к обсуждаемой статье говорится, что в классическом (то есть неквантовом) мире существует два типа корреляций — когда одно событие является причиной другого или же когда у них обоих есть общая причина. В квантовой теории возникает третий тип корреляций, связанный с нелокальными свойствами запутанных состояний нескольких частиц. Этот третий тип корреляций трудно представить себе, пользуясь привычными бытовыми аналогиями, но важно понимать, что для самой теории это и неважно. Главное, чтобы она описывала эксперимент, чтобы она делала нетривиальные предсказания и чтобы они подтверждались. Квантовая механика со всем этим прекрасно справляется.

Однако какой бы стройной ни была теория, ее необходимо проверять всеми доступными способами. Например, в случае квантовой теории уже давно была высказана «крамольная» мысль: а может быть, эти квантовые корреляции есть результат какого-то нового, неизвестного до сих пор взаимодействия, благодаря которому запутанные частицы (и только они!) влияют друг на друга?

Сразу стоит подчеркнуть «ненормальность» такого гипотетического взаимодействия. Квантовые корреляции наблюдаются, даже если детектирование двух разнесенных на большое расстояние частиц происходит одновременно (в пределах погрешностей эксперимента). Значит, если такое взаимодействие и имеет место, то оно должно распространяться в лабораторной системе отсчета чрезвычайно быстро, со сверхсветовой скоростью. А из этого неизбежно следует, что в других системах отсчета это взаимодействие будет вообще мгновенным и даже будет действовать из будущего в прошлое (правда, не нарушая принцип причинности).

Надо сказать, что пока нет никаких серьезных аргументов в пользу такого взаимодействия. Согласно стандартной квантовой механике, квантовые корреляции не передаются ни через какое взаимодействие, они являются проявлением нелокальности (см., например, новость В квантовом мире нет места реализму?). Однако «закрыть» эту возможность может только хорошо поставленный эксперимент. Обсуждаемая статья как раз и была шагом на пути к этому — она хоть и не закрыла, но по крайней мере ограничила эту возможность.

Суть эксперимента

Идея эксперимента состоит вот в чём. Создадим два запутанных фотона и отправим их в два детектора, отстоящих как можно дальше друг от друга (в описываемом эксперименте расстояние между двумя детекторами было 18 км). При этом пути фотонов до детекторов сделаем по возможности одинаковыми, так чтобы моменты их детектирования были максимально близкими. В этой работе моменты детектирования совпадали с точностью примерно 0,3 наносекунды. Квантовые корреляции в этих условиях по-прежнему наблюдались. Значит, если предположить, что они «работают» за счет описанного выше взаимодействия, то его скорость должна превышать скорость света в сотню тысяч раз.

Такой эксперимент, на самом деле, проводился этой же группой и раньше, см., например, статьи The speed of quantum information and the preferred frame: analysis of experimental data и Experimental test of nonlocal quantum correlation in relativistic configurations, опубликованные в 2000-2001 годах. Новизна данной работы лишь в том, что эксперимент длился долго. Квантовые корреляции наблюдались непрерывно и не исчезали ни в какое время суток.

Почему это важно? Если гипотетическое взаимодействие переносится некоторой средой, то у этой среды будет выделенная система отсчета. Из-за вращения Земли лабораторная система отсчета движется относительно этой системы отсчета с разной скоростью. Это значит, что промежуток времени между двумя событиями детектирования двух фотонов будет для этой среды всё время разным, в зависимости от времени суток. В частности, будет и такой момент, когда эти два события для этой среды будут казаться одновременными. (Тут, кстати, используется тот факт из теории относительности, что два одновременных события будут одновременными во всех инерциальных системах отсчета, движущихся перпендикулярно соединяющей их линии).

Если квантовые корреляции осуществляются за счет описанного выше гипотетического взаимодействия и если скорость этого взаимодействия конечна (пусть и сколь угодно большая), то в этот момент корреляции бы исчезли. Поэтому непрерывное наблюдение корреляций в течение суток полностью закрыло бы эту возможность. А повторение такого эксперимента в разные времена года закрыло бы эту гипотезу даже с бесконечно быстрым взаимодействием в своей, выделенной системе отсчета.

К сожалению, этого достичь не удалось из-за неидеальности эксперимента. В этом эксперименте для того, чтобы сказать, что корреляции действительно наблюдаются, требуется накапливать сигнал в течение нескольких минут. Исчезновение корреляций, например, на 1 секунду этот эксперимент не смог бы заметить. Именно поэтому авторы не смогли полностью закрыть гипотетическое взаимодействие, а лишь получили ограничение на скорость его распространения в своей выделенной системе отсчета, что, конечно, сильно снижает ценность полученного результата.

А может быть...?

Читатель может спросить: а если всё же описанная выше гипотетическая возможность реализуется, но просто эксперимент из-за своей неидеальности ее проглядел, то означает ли это, что теория относительности неверна? Можно ли использовать этот эффект для сверхсветовой передачи информации или даже для перемещения в пространстве?

Нет. Описанное выше гипотетическое взаимодействие по построению служит единственной цели — это те «шестеренки», которые заставляют «работать» квантовые корреляции. Но уже доказано, что с помощью квантовых корреляций невозможно передать информацию быстрее скорости света. Поэтому каков бы ни был механизм квантовых корреляций, нарушить теорию относительности он не может.

Измениться положение вещей смогло бы, только если бы было открыто что-то принципиально новое, какое-то явление из микромира, никаким боком не вписывающееся в рамки квантовой механики. Но до сих пор ничего подобного в эксперименте не наблюдалось.

Источник: D. Salart et al. Testing the speed of 'spooky action at a distance' // Nature. V. 454. P. 861-864 (14 August 2008).

Игорь Иванов


40
Показать комментарии (40)
Свернуть комментарии (40)

  • kodusass  | 20.08.2008 | 19:54 Ответить
    "Если гипотетическое взаимодействие переносится некоторой средой, то у этой среды будет выделенная система отсчета. Из-за вращения Земли лабораторная система отсчета движется относительно этой системы отсчета с разной скоростью."
    ЕСЛИ эта среда ведет себя именно так. ЕСЛИ взаимодействие происходит со скоростью на сотни порядков больше С, то как отразится движение лаборатории с ее мизерной скоростью на результатах эксперимента?
    Ответить
    • spark > kodusass | 20.08.2008 | 22:19 Ответить
      Вы не поняли сути идеи. Никому не нужно складывать скорости. Речь идет о том, что (в идеальном эксперименте) из-за вращения Земли наступит такой момент времени, когда в лабораторной С.О. вектор скорости выделенной С.О. будет ортогонален линии, соединяющей два одновременных события. В этот момент эти события будут выглядеть одновременными и в выделенной С.О. И тогда никакая конечная скорость распространения сигнала не приведет к корреляциям.
      Ответить
      • n0isy > spark | 20.08.2008 | 22:33 Ответить
        Проще говоря, самы точные часы, это те, которые стоят. Два раза в сутки показывают абсолютно точное время.
        Ответить
        • spark > n0isy | 21.08.2008 | 01:25 Ответить
          Ну, в каком-то смысле да, но это очень далекая аналогия.
          Ответить
      • vadyy > spark | 21.08.2008 | 01:25 Ответить
        Я так понял: при измерении двух фотонов в одно и тоже время дают одинаковы результат,. А если воздействовать на один из фотонов изменив его измеряемый параметр, кореляция сохраниться?
        Ответить
        • spark > vadyy | 21.08.2008 | 01:38 Ответить
          Смотря как Вы собираетесь изменять его параметр. Если например один фотон прилетит в нашу лабораторию и начнет "запутываться" с третим фотоном, то это отразится и на том, далеком фотоне. Путем свободной эволюции, без измерений, вы от запутывания не избавитесь.
          Ответить
          • vadyy > spark | 21.08.2008 | 01:50 Ответить
            Тоесть он чуствует изменения но измерить мы это не можем?
            Ответить
          • vadyy > spark | 21.08.2008 | 01:50 Ответить
            Тоесть он чуствует изменения но измерить мы это не можем?
            Ответить
            • spark > vadyy | 21.08.2008 | 01:51 Ответить
              На уровне слов -- да. Собственно, именно это и используется в квантовой телепортации.
              Ответить
              • vadyy > spark | 21.08.2008 | 02:03 Ответить
                Может мы так привыкли воспринимать мир локально что не локальные обьекты представить не можем поэтому и придумываем там разные измерения. Просто существует математический обьект который не противоречит своей среде. А мы пытаемся придумать физическое описание.
                Игорь можете дать ссылочку на какой нибудь матерьял где описываеться логика взаимодействия запутанных частиц желательно на понятном руском.
                Ответить
                • spark > vadyy | 21.08.2008 | 02:40 Ответить
                  Вообще-то, если по-хорошему, то без серьезного изучения квантовой механики не обойтись. Но в качестве затравки могу порекомендовать, например, первую главу из книги Д.Бауместер, А.Экерт, А.Цайлингер,
                  "Физика квантовой информации". Книга есть в сети.
                  Ответить
                  • vadyy > spark | 21.08.2008 | 02:47 Ответить
                    Спасибо! поищу книжку а то запутанные частицы совсем запутали:)
                    Ответить
                  • vadyy > spark | 22.08.2008 | 21:49 Ответить
                    Игорь может вам будет интересно найти ошибку в этом гипотетическом устройстве. Там просто все в принципе. Мой уровень знаний не позволяет найти ошибку.(последний коментарий)http://elementy.ru/trefil/21190?context=25284&;discuss=21190
                    Ответить
                    • spark > vadyy | 23.08.2008 | 16:15 Ответить
                      Честно говоря, неинтересно.
                      Ответить
            • Grey3 > vadyy | 23.08.2008 | 15:58 Ответить
              Тут всё хитрее, как я понимаю. Пара запутанных частиц - это именно единая пара. И измеряя состояние одной половинки пары, мы автоматом получаем достоверное предсказание измерения для второй половинки пары: можно считать, что вторая половинка чувствует воздействие _мгновенно_. Но! Во-первых, сразу после этого пара уже перестаёт быть парой! Точнее, каждая частица занимает своё состояние, и далее реагирует уже индивидуально в соответствии с этим новым состоянием, а не совместно в соответствии первоначальным состоянием запутанности.
              Во-вторых, и это главное, для элемента запутанной пары возможно лишь считывание информации, но не запись. То есть, если мы знаем что два человека при бросании монетки создадут строго одинаковую последовательность, это не поможет нам передать новую информацию от одного к дугому: если мы попросим одного выкладывать монетки нужной стороной вместо бросания, то это будет уже не та последовательность, и второй человек на это может и отреагировать, но неизвестно как именно. Он может равновероятно выбрасывать как ту последовательность что мы просим от первого, так и противоположную.
              Иначе говоря, если мы например вместо измерения спина принудительно установим его в определённое значение, то вторая частица из-за первоначальной неопределённости "кто есть кто" в паре может как отреагировать на это изменением своего спина, так и не отреагировать. И хотя нам кажется что она должна получить определённый спин, она может при измерении иметь любой: неопределённость сохраняется, просто в другой форме.
              Ответить
              • Grey3 > Grey3 | 23.08.2008 | 16:19 Ответить
                Дополнение: на поворот спина тратится энергия. То есть при "установке" спина первой частицы она может затратиться, а может и нет. По (опровергнутой) гипотезе скрытых параметров, зарегистрировав такую "затрату", первый экспериментатор сможет понять, какой результат будет получен вторым - но по прежнему не может повлиять на результат второго. По существующей чисто математической теории, результат будет внешне таким же: "установка" с регистрацией есть всего лишь метод измерения первоначального спина, то есть она предсказывает но не определяет второй результат - поскольку мы не знаем в момент "установки", будет ли в конкретном случае затрачена энергия или нет, то и не знаем, какой спин получит у себя второй экспериментатор. Отсюда и невозможность мгновенной передачи "посторонней" информации по каналу запутывания: передаётся лишь та информация которая уже была на момент запутывания, а "новая" лишь рвёт этот канал.
                Ответить
      • PavelS > spark | 21.08.2008 | 21:06 Ответить
        Это если выделенная СО неподвижна хотя бы в одной из точек Земли. А если Земля сквозь неё летит на релятивистской скорости? Если уж фантазировать про сверхсветовые взаимодействия, то почему тогда скорость не может быть очень высокой?
        Ответить
        • spark > PavelS | 22.08.2008 | 01:20 Ответить
          Так пожалуйста, скорость может быть любая (досветовая). В идеальном эксперименте разницы нет, в реальном ограничение снизу ухудшаются.
          Ответить
  • dims  | 21.08.2008 | 00:31 Ответить
    А может ли в принципе в качестве среды переносчика выступать скалярное поле? Ведь в этом случае никакой выделенной системы отсчёта не будет.

    Поле Хиггса скалярно?
    Ответить
    • spark > dims | 21.08.2008 | 01:05 Ответить
      Поле Хиггса скалярно.

      Если вы обращаетесь к полям, то в квантовой теории поля кванты не могут двигаться быстрее скорости света, т.к. иначе теория просто будет нестабильной (вакуум спонтанно развалится на кусочки :) ). Кроме того, надо придумать такую конструкцию взаимодействия, которая влияла бы исключительно на запутанные частицы, и больше ни на что. Мне трудно представить, как такое можно организовать.
      Ответить
  • Mikhail  | 21.08.2008 | 01:15 Ответить
    "Если гипотетическое взаимодействие переносится некоторой средой, то у этой среды будет выделенная система отсчета."

    Не совсем понятно, почему эта гипотетическая среда должна иметь выделенную систему отсчета. Ведь если эта среда такая специфическая, что допускает распространение взаимодействий со скоростями намного выше световой, то и свойства у нее могут быть весьма неординарными. Например, перемещение объекта в нашем трехмерном мире может не сопровождаться движением 'проекции' этого объекта в такой среде. В частности, 'выделенная система отсчета' в такой среде может быть привязана не к самой среде (как это имеет место в нашем мире), а к наблюдаемому объекту. Т.е. ЛЮБЫЕ объекты (точнее, их проекции) в этой среде будут неподвижны или двигаться с малыми скоростями и по совершенно неизвестным нам траекториям.

    В этом случае спутывание фотонов может быть представлено как появление в этой среде одного объекта вместо двух. В качестве трехмерной аналогии можно предложить два L-образных вихря, слившихся в один U-образный. Мы, наблюдая за 'верхушками' вихрей, 'видимыми' в нашем пространстве-времени, 'видим' их движение и 'корреляцию', тогда как 'невидимая' часть остается практически неизменной - допустим. соответствующей размерам атома, в котором были получены запутанные фотоны. Т.е. в этой гипотетической среде запутанные фотоны находятся очень близко, поэтому, во-первых, наблюдаемая скорость взаимодействия, отвечающего за квантовые корреляции, получается такой большой, а во-вторых, не получается обнаружить эту среду по исчезновению корреляций.
    Ответить
    • spark > Mikhail | 21.08.2008 | 01:25 Ответить
      Ну, нафантазировать можно много чего. Однако есть смысл серьезно рассматривать только те фантазии, для которых удается построить что-то непротиворечивое на уровне формул, а не только слов.

      Конечно, неизвестно, что это может быть за гипотетическое взаимодействие. Но уж если с чего-то начинать, так это с постулирования некой материальной среды, у которой могут быть сверхсветовые колебания. Сама среда при этом считается материальным объектом, т.е. она движется относительно инерциальных систем с досветовой скоростью. Если у Вас есть какой-то иной, но серьезный формализм для описания этого, публикуйтесь :)
      Ответить
      • Mikhail > spark | 21.08.2008 | 02:28 Ответить
        На самом деле я эту фантазию не совсем с потолка взял. Я уже давно присматриваюсь к модели физического мира, основанной на свойствах возбудимых сред, и вижу слишком много параллелей, чтобы отбросить ее как 'фантазийную'.

        Короткое изложение идеи неизбежно будет весьма путаным, но попытка - не пытка. Кроме того, многие неизбежные прорехи в изложении можно будет пояснить в ходе обсуждения.

        Итак, допустим. что существует некоторая многомерная возбудимая среда, в которой возможны многомерные, опять-таки, вихри (автосолитоны). В нашем трехмерном мире эти вихри наблюдаются как элементарные частицы. В среде имеются некоторые параметрические осцилляции, или, возможно, осциллирующее поле, охватывающее всю среду. При этом частицы, обладающие нулевой массой покоя, соответствуют вихрям, частота 'вращения' которых соответствует частоте осцилляций этого поля, а имеющие ненулевую массу - вихрям, 'выпавшим из резонанса'.

        Т.к. среда многомерная, то вихри могут возникать на основе различных комбинаций 'измерений'. Это приводит к различным 'зарядам', свойственным частицам.

        При определенных условиях вихри могут сливаться и распадаться, образуя новые частицы. В частности, это могут быть и частицы-переносчики взаимодействий. Для начала диалога, наверное, достаточно. Да и поздно уже :)

        Вообще-то это весьма близко к теории струн (поэтому я не вижу здесь большой крамолы). Более того, чем дальше, тем больше свойства струн приближаются к идеологии предложенных 'многомерных автовихрей'. Но струны и многомерные автосолитоны - это, по-моему, все-таки достаточно различные объекты, ибо струны изначально предполагаются существующими в 'механическом' пространстве, тогда как свойства автоволновой среды весьма отличаются от свойств среды физической. С другой стороны, струны постулируются 'взявшимися ниоткуда', тогда как в предлагаемой модели 'ниоткуда' появляется только сама среда. Впрочем, и о появлении этой среды можно будет кое-что сказать, но это потребует дополнительных допущений. Да и о ее свойствах можно будет кое-что понять, разобравшись в свойствах возникающих в ней вихрей.

        То, что данную модель (даже, наверное, не модель, а идею) можно легко забить ногами, я и сам понимаю. Поэтому я бы предложил не задаваться вопросом о математических формализмах, а для начала, как в старые добрые времена, попытаться конструктивно подискутировать на чисто качественном, физическом уровне. Тем более, что на данный момент математическое описание даже трехмерных солитонов является нетривиальной задачей, а тут речь должна идти о числе измерений явно большем трех.
        Ответить
  • vadyy  | 21.08.2008 | 01:32 Ответить
    Я так понял: при измерении двух фотонов в одно и тоже время дают одинаковы результат,. А если воздействовать на один из фотонов изменив его измеряемый параметр, кореляция сохраниться?
    Ответить
    • astro > vadyy | 21.08.2008 | 13:02 Ответить
      По моему не получится передавать информацию таким образом. Вот моя гипотеза:
      Если сделать трехмерное преобразование Фурье нашего мира, то получится трехмерный спектральный мир, в котором оба фотона будут отличатся только фазой (пространственной - время остановлено). Понятно, что должен быть запрет, на то чтобы фазы полностью совпадали или были кратными. В процессе запутывания частиц, вероятно они приобретают очень близкие параметры (по пространственной частоте) и должны в спектральном мире хоть чем-то отличатся. Поэтому, если измерить параметры одного фотона, мы можем быть уверены, что второй обязательно будет отличатся каким-то параметром.
      Однако, передать информацию этим образом нелъзя, так как изменив состояние одного фотона он перестанет быть запутанным со вторым и они разойдутся в спектральном мире, тем самым отпадет запрет на одинаковость соотвествующего параметра, равно исчезнет корреляция. Возможно, благодаря своим глазам (и главное - мозгу), мы видим лишь Фурье преобразование 'настоящего' мира, в котором все частицы размиты по всему пространству и таким образом понятие 'локальность' теряет смысл.
      Ответить
      • feb7 > astro | 23.08.2008 | 01:16 Ответить
        что-то не совсем понятен физический смысл Вашей гипотезы. Предположим,вы сделали преобразование Фурье для фотонов.Пусть они запутаны. Ну и что?Если фотоны имеют одну частоту,значит,на спектре они занимают одну линию,неважно,какая у них фаза.
        Ответить
        • astro > feb7 | 23.08.2008 | 16:35 Ответить
          Я так и подумал, никто меня не понял. Не буду пытатся объяснят что такое трехмерное преобразование Фурье, если кому либо интересно пусть почитает сначало о двухмерном:

          www.college.ru/waveoptics/content/chapter2/section3/paragraph1/theory.html

          Только еще раз подчеркну - время остановлено, преобразование идет по пространственным координатам. Идея состоит в том, что мы видим лиш преобразование Фурье от 'настоящего' мира. А там запутанные частицы сопадают полностью в частотном спектре (пространственные частоты - это не просто спектральные линии, это распределение плотности какого-то параметра в пространстве) и должны быть запреты на их фазовые состояния (пространственные фазы тоже трехмерны), так что если мы знаем состояние одной частицы, можем быть уверены на счет состояния второй.
          Еще пару слов о 'настоящем' мире. В нем протон не являтся просто шариком, он является пространственной волной, занимающей всего пространство. Таким образом все частицы размиты по всему пространству, но мы их 'видим' при помощи взаимодействий, которые в конечном счету совершают трехмерное преобразование Фурье и таким образом они для нас что-то вроде дельта функции, т.е. точечные объекты.
          Ответить
  • ainex  | 23.08.2008 | 22:41 Ответить
    "Согласно стандартной квантовой механике, квантовые корреляции не передаются ни через какое взаимодействие"

    Значит ли это, что в стандартной квантовой механике не действует принцип причинности?
    Ответить
    • spark > ainex | 24.08.2008 | 00:54 Ответить
      Нет, не значит.
      Ответить
      • ainex > spark | 24.08.2008 | 11:52 Ответить
        Тогда как может не взаимодействовать то, что взаимосвязано?
        Я, если честно, не улавливаю принципиальной разницы между "взаимодействием" и "взаимосвязью"(корреляцией). Поэтому процитированное утверждение мне кажется бессмысленным. Не исключено, что я чего-то не понимаю. Потому и прошу объяснить:)
        Ответить
        • spark > ainex | 24.08.2008 | 13:16 Ответить
          Взаимодействие в физике -- это не просто слово, а нечто, осуществляющееся через локальный материальный носитель (например, через ЭМ поле). То, что мы воспринимаем как две части запутанного квантового состояния, нам кажется взаимосвязанным из-за нелокальности этого состояния. Может быть, как-то поможет то, что я у себя в блоге написал:
          http://igorivanov.blogspot.com/2008/08/blog-post_14.html
          http://igorivanov.blogspot.com/2008/08/blog-post_16.html
          Для большего понимания надо серьезно изучать квантовую механику, увы.
          Ответить
          • ainex > spark | 24.08.2008 | 16:15 Ответить
            И правда "увы"! :)
            Спасибо за ссылки! У Вас очень интересный блог. Буду заглядывать.
            А почему нельзя предположить "нелокальное" взаимодействие, так же как предположили "нелокальную" взаимосвязь? Ведь "взаимосвязь" и "взаимодействие" соотносятся как причина и следствие. И если первое "нелокально", то логично ожидать, что таким же будет и второе.
            Ответить
  • mishka-111402  | 24.08.2008 | 10:48 Ответить
    А вот какая мысль (непрофессиональная :) по поводу невозможности реализма и неизбежности неопределенности.
    Ведь если допустить, что какая-либо частица в какой-то момент времени (опустим вопрос о точности определения этого момента) имеет априори \ объективно (до измерения, сама по себе) _точное_ значение хоть какого-нибудь параметра (скорость там, импульс или координата) то получается, что эта частица несет с собой вообще говоря бесконечное количество информации (ну просто потому, что _точное_ численное значение выражается вообще говоря бесконечной десятичной дробью).
    Это как-то странно, согласитесь..
    Можно рассмотреть эволюцию частицы. Если предположить, что она по законам реализма проходит в ходе своей эволюции _ВСЕ_ промежуточные значения своих параметров, т.е. эти параметры - ведут себя как _непрерывные_ функции на траектории частицы, то опять получается, что эта эволюция содержит в себе бесконечное количество информации.
    А это вряд ли возможно.

    А теперь еще больше спекуляций ;) -
    Давайте предположим, что при возникновении нашей Вселенной то самое что взорвалось имело конечную сложность, т.е. конечный объем информации. Поскольку Вселенная наша хорошо изолирована от того что вне ее, то это кол-во информации не увеличивается. Пришлось в каком-то смысле поделить ее (информацию) на существующее кол-во вещества\энергии во Вселенной. Это кол-во информации наверное можено вычислить исходя из констант характеризующих степень негладкости \ квантованности нашего мира и кол-ва вещества во Вселенной.

    Что скажете? ;)
    Ответить
    • spark > mishka-111402 | 24.08.2008 | 13:23 Ответить
      > Это как-то странно, согласитесь..

      Вовсе нет. Пусть есть 1 частица с двумя возможными квантовыми состояниями |0> и |1>. Состояние частицы в какой-то определенный момент есть a|0>+b|1>. Числа a и b, вообще говоря, имеют точное значение. Более того, их значения действительно содержат в себе информацию о том, как родилось это состояние, как оно перемещалось, как оно взаимодействовало с магнитным полем Земли, гравитационным полем Юпитера и проезжавших за километр от лаборатории автобусов и т.д. Ну и что? Проблема-то в том, чтобы считать с нужной точностью, а затем эту восстановить информацию.
      Ответить
  • AAKozlov  | 24.08.2008 | 19:03 Ответить
    Я чего-то не понимаю.
    Вот такой способ, передачи информации, сработает? И почему нет?
    Предположим мы при помощи фильтра создаём поток частично поляризованных запутанных фотонов...
    Частично - значит поляризованных с какой-то точностью - например - в пределах угла в 90.
    Или вообще фильтр пропускает все фотоны ... кроме небольшой их части - поляризованных под строго заданным углом.
    Т.е. фильтр отсекая узкую часть всех фотонов, создаёт в общем спектре "тёмную" статистическую щель, которую и будут детектировать приборы спустя некоторое время.
    Но если мы за несколько мгновений до того, будем измерять поляризацию у половины всех запутанных фотонов, то у второй половины, вследствии пропадания запутанности, будет случайным образом устанавливаться новое значение поляризации и "тёмная" щель в спектре - пропадёт, что и является сигналом, переданным на сверхсветовой скорости.
    Ответить
    • vadyy > AAKozlov | 25.08.2008 | 16:41 Ответить
      Я так понял что изменить состояние запутанного фотона нельзя, его можно измерить и результат будет опсолютно случайным. Кореляция сдесь в том что по результатам измерения одного фотона можно определить состояние другого.Правда нужно сказать что двух фотонное состояние запутанности не я вляеться доказательством нелокальности.
      Ответить
      • AAKozlov > vadyy | 26.08.2008 | 15:53 Ответить
        Я имею ввиду, что во всех экспериментах по доказательству нелокальности "виртуальные" (несуществующие) фотоны были целыми.
        Поэтому при отсечении части фотонов (поляризованных под углом 0) - остальные останутся как бы с неизвестным значением поляризации ... вернее неизвестным на 95%.
        Но фотон не может быть на 5% реальным , а на 95% виртуальным - должно быть одно из двух.
        Что произойдёт если теперь первую половину запутанных пар точно детектировать?
        Запутанность пропадёт?
        Но тогда вторая половина примет какое-то случайное значение - и вот вопрос - они примут эти значения в пределах угла поляризации в 0 - 180 градусов или в пределах угла от 5 - 180 градусов - т.к. фотоны "помнят" что раньше их уже продетектировали с точностью до 5%.
        Ответить
  • AAKozlov  | 26.08.2008 | 19:23 Ответить
    О! Мне ещё лучшая идея пришла в голову!
    В эксперименте Маха-Цендера при помощи светоотделителя создаются два виртуальных фотона - это такие-же спутанные фотоны ,только ,вместо угла поляризации, их свойство ,по которому они спутаны, это существование и несуществование - в эксперименте эти фотоны ,при помощи другого светоотделителя, интерферируют друг с другом и тем доказывается их одновременное существование (до момента детектирования).
    Теперь расширим эксперимент - возьмём и из каждого виртуального фотона (1 и 2) созадим ещё по паре таких-же (при помощи ещё двух светоотделителей) - Фотоны A,В - будут созданы из фотона номер 1, а фотоны C и D - из номера 2.
    После этого сведём вместе фотоны A и С (как и в 1м опыте с использованием светоотделителя и двух детекторов) и в другой точке сведём вместе фотоны B и D.
    Так как мы до сих пор их не детектировали, то все четыре фотона будут виртуально существовать и начнут давать интерференционную картину (т.е. косинусную зависимость вероятности фотоотсчётов).
    Но!
    Эта интерференционная картина должна будет иметь место только при интерференции у одной из пар!
    У той - которая будет детектироваться раньше другой!
    Во второй же паре никакой интерференционной картины наблюдатся не должно! Т.к. после детектирования в первой паре все четыре виртуальных фотона превратятся в один реальный! И это произойдёт до того как вторая пара фотонов успеет встретится.
    Вот вам и передача информации - регулируя время детектирования мы либо разрешаем, либо запрещаем интерференцию фотонов во второй паре.
    Ответить
    • folor > AAKozlov | 16.09.2008 | 09:32 Ответить
      Вообще говоря, все известные эксперименты по кв. запутанности, вряд-ли можно считать исчерпывающим доказательством т.н. кв. нелокальности. Более того, необоснованное расширение смыслового содержания данного понятия может привести к необоснованным спекуляциям, подобных "запутыванию сознания наблюдателя" М.Б.Менского. В то же время существуют и иные объяснения "эффектам кв. нелокальности". Например, на самом общедоступном уровне об этом можно прочитать в замечательнейшей книжке академика А.Б.Мигдала "Поиски истины".
      Ответить
  • bodrenko  | 19.05.2012 | 01:31 Ответить
    Не понятно почему нельзя передавать информацию с помощью запутанных частиц. Ведь, как я понимаю, одна частица мгновенно узнает об изменении состояния другой. Т.е. параметр "время изменения состояния частицы" можно использовать для передачи информации. Например, регулируя расстояние между зеркалами между которыми отражается и изменяет свое состояние одна частица, другая частица "обязана" будет синхронно изменять свое состояние. Измеряй изменение состояния пучка запутанных частиц и будешь знать что происходит с другими запутанными частицами.
    Ответить
Написать комментарий

Другие новости


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»