Физики чеширской ухмылкой коту Шредингера
«Я часто видела кошку без ухмылки», – подумала Алиса. «Но ухмылка без кота! Это самое любопытное, что я когда-либо видел в своей жизни!»
Это опыт выдающегося физика Якир Ааронов может относиться к. Вместе с коллегой-израильским физиком Даниэлем Рорлихом он теоретически показал, как частица может показывать свое лицо в углу эксперимента, не нуждаясь в своем теле где-либо в поле зрения.
Чтобы быть более точным, их анализ утверждает, что информация может передаваться между двумя точками без обмена частицами.
Теория дат назад в 2013 когда исследователи из США и Саудовской Аравии предложили своего рода эффект замораживания применения к квантовой волне все еще может быть недостаточно, чтобы остановить ее передачу информации.
«Мы нашли это чрезвычайно интересным – возможность общения без каких-либо переходов между двумя людьми, которые общаются друг с другом
«И мы хотели посмотреть, сможем ли мы понять это лучше».
Экспериментальная модель, на которой они основывают свои расчеты, на удивление проста.
Представьте коридор, один конец которого закрыт зеркальной дверью. В квантовой физике, где объекты не определены до тех пор, пока их не увидят, дверь одновременно открыта и закрыта, пока ее не увидят, в отличие от осужденного кота в Предлагаемый Шредингером мысленный эксперимент.
Если бы частица была отправлена по коридору, ее судьба также была бы неясной, пока ее путешествие не стало известно. Он бы отражал, а не размышлял. Проходить и не проходить.
Это потому, что волна возможностей частицы имеет характеристики любой физической волны. Есть гребни и впадины, определяющие шансы на то, что частица где-то будет найдена, и фазы как он развивается с течением времени.
Проще говоря, часть фазы частицы, описывающая ее угловой момент, или вращение, по мнению физиков, должно измениться в зависимости от открытого или закрытого состояния зеркала.
Даже когда сама частица не должна находиться рядом с этим концом коридора, Ааронов и Рорлих обнаружили, что это почти так, как будто импульс должен быть способен дотянуться призрачным пальцем до закрытой двери, прежде чем передать немного информации с помощью Это.
Частицы, как правило, не отпускают такие вещи, как вращение или заряд, заставляют их блуждать и влиять на удаленное окружение; известно, что не более чем улыбка остается, когда лицо выходит.
«Если вы говорите о кошке и ее ухмылке, это очень странно»
«Но, конечно, все это нужно перевести обратно на элементарные частицы, и если элементарная частица теряет свой спин из-за того, что ее спин уходит в другое место – может быть, мы сможем к этому привыкнуть».
Ааронов не новичок в подобной Стране чудес абсурдной квантовой физики. Более полувека назад он работал с известным физиком-теоретиком. Дэвид Бом по анализу нелокальных воздействий на частицы в электромагнитных полях.
В том, что сейчас называется Эффект Ааронова – Бома, заряженная частица может подвергаться воздействию электромагнитного потенциала, даже если она ограничена областью, где окружающие магнитное и электрическое поля равны нулю.
Представьте себе парусную лодку, плывущую, когда океан спокоен и воздух спокоен. Конечно, «что-то» должно подталкивать судно, можете возразить вы. Без каких-либо очевидных движений, ваши глаза будут двигаться к горизонту с недоумением, что еще может быть причиной.
То, чем является этот отдаленный эффект, вызывает такое же недоумение для квантовых физиков, как и для всех нас.
Чтобы что-то переместилось, что-то должно пересечь свое местоположение и сказать ему, в какую сторону или с какой скоростью двигаться. Вещи не просто сами решают, как действовать.
И все же мы уже видим некоторые явно «жуткие» действия в квантовой физике, которые еще предстоит полностью объяснить. Волны ‘запутанный‘прошлой связью может мгновенно разделиться на дискретные частицы, которые коррелируют друг с другом, независимо от того, насколько далеки они друг от друга.
Объяснение Ахаранова основано на концепции, называемой модульным импульсом: характеристике частиц, которую трудно оценить во всех деталях без прочного основания в математике квантовой теории поля.
По сути, в отличие от повседневного импульса, который мы можем испытать непосредственно в терминах стрельбы пулями и летающими пузырями, модульный импульс имеет свое место в квантовом мире волн вероятности, поскольку они колеблются и интерферируют друг с другом в пространстве.
Это не совсем тот импульс, который мы использовали бы, чтобы описать, как шарик для игры в пинбол прыгает в машине. Но это своего рода импульс, который показывает свое присутствие в том, как мы вычисляем возможности движения, даже если последствия его действий немного сложнее представить.
«Хотя очень удивительно, что свойства могут оставлять свои частицы, это не так удивительно, как сказать, что ничего не произошло и был эффект»
Какие практические последствия – если таковые будут – может иметь фундамент, – будет в руках будущих экспериментов и инженеров.
По мнению Ааронова и Рорлиха, анализ направлен на то, чтобы разрешить представление о том, что означает локальное действие частиц, подразумевая, что его свойства, такие как самодовольная ухмылка Чеширского кота, иногда могут иметь большее значение, чем местонахождение его тела.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
