Спутанные фотоны могут поколебать пространство и время
Швейцарские физики совершили очередной опыт по спутыванию частиц. Полученные результаты смогут вынудить учёных по-новому посмотреть на правильность «хороших» представлений о отечественной Вселенной.
Неизменно ли одно направляться из другого, и вероятна ли обстановка, в то время, когда замечаемые нами свободные события в действительности являются частью чего-то большего?
С научной точки зрения сущность вопроса сводится к существованию так называемой квантовой нелокальности. Либо, в случае если сказать упрощённо, в возможности сотрудничества выше скорости света.
В своё время Эйнштейн назвал это «призрачным дальнодействием».
Нельзя исключать, что призрачным может стать стройное строение современной физики, выстроенное на постулатах теории относительности – инвариантности скорости света, фактически однородности систем пространства и относительности отсчёта-времени.
Установка в университете Женевы (Universite de Geneve), на которой проводился опыт (фото с сайта gap-optique.unige.ch).
Кратко напомним, о чём идёт обращение.
Возможность взаимосвязанного описания квантового состояния двух объектов вытекала из квантовой теории, показавшейся всего через десятилетие по окончании теории относительности.
В случае если запутанные частицы разнесены в пространстве, то, совершив замер одной из них, возможно определить о состоянии второй.
Учитывая принцип неопределённости, получается, что мы сперва информируем (путём замера) подопытному объекту конкретную чёрта (к примеру спин), а позже данный объект каким-то образом передаёт собственному «близнецу» данные о замере.
С тех был совершён несколько опыт по спутыванию, но споры о сущности замечаемого явления не прекращались.
Главный камень преткновения – «информация о замере» либо легко «информация». Оказывают ли измерения, проводимые над одной совокупностью, мгновенное действие на другую?
Эйнштейн думал, что частицы каким-то образом находят возможность обмениваться информацией на скоростях, не превышающих 300 000 километров в секунду.
В современной физике соперники нелокальности уверены в том, что или частицы покупают взаимоисключающие характеристики ещё до опыта, или передача информации о коллапсе волновой функции появляется уже по окончании сравнения результатов (а ведь для проверки их нужно сравнить) – и это также не очень скоро.
Николя Жизен (Nicolas Gisin) и его коллеги из университета Женевы решили поставить под сомнение саму передачу информации – отчёт об данной работе размещён в издании Nature.
Любой игрок сам выбирает, какой рукой делать бросок, а итог – орёл либо решка – от выбора руки не зависит и образовывает в среднем 50 на 50.
Движение опробований фиксируется в лабораторном издании. Прилетают «монеты»-фотоны к «игрокам»-интерферометрам в сёла Сатиньи (Satigny) и Жюсси (Jussy), что на расстоянии 18 километров друг от друга (иллюстрация M-Sat ЛТД/SPL/Nicolas Gisin).
Несложнее всего растолковать теорию швейцарцев на конкретном примере. Представим себе двух игроков, подбрасывающих монеты.
Они находятся на расстоянии друг от друга и бросают собственные монеты один раз в 60 секунд.
В случае если два находящихся в различных местах «участника соревнований» сравнят собственные записи, они заметят, что в то время, когда, по случайному совпадению, оба делают бросок левой рукой, их результаты неизменно противоположны: орёл/решка либо решка/орёл. А вдруг хотя бы один бросает правой – напротив, совпадают.
Но кроме того если бы игрок № 1 решил всегда пользоваться лишь одной рукой, это не повлияло бы на статистику результатов игрока № 2, – конечный итог серии опробований от выбора руки не зависит!
Следовательно, замечаемая корреляция не предполагает никакого обмена информацией, другими словами она есть бессигнальной (non-signaling correlation). По крайней мере, так вычисляют авторы изучения.
С целью экспериментального подтверждения данной теории несколько Жизена «связала» два фотона, а позже «разлучила» их, послав по оптическому кабелю в противоположные стороны.
Исследователи в один момент измеряли состояния запутанных частиц и заключили , что они «взаимодействовали», причём со скоростью, превышающей скорость света в 10 000 раз.
Последующие расчёты продемонстрировали, что частицы не могли «поделиться» информацией (а позже каким-то образом хранить её) до собственного разбега.
Более того, от перемещения источника (другими словами совокупности отсчёта) скорость взятого сотрудничества также не зависела. Так, два постулата теории относительности были поставлены под сомнение.
Что вынудило задуматься о сущности третьего – однородности отечественного мира.
Происходил ли обмен информацией между фотонами в принципе?
«Однообразная случайность проявляет себя сходу в разных местах, – говорит врач Жизен, но, сразу же додавая, – но мне самому суть сообщённого не до конца понятен» (фото с сайта swissquantum.ch).
Вот как это трактует врач Жизен: «У них не просто не было времени для обмена информацией. Понятия времени в отечественном понимании по большому счету не существует для запутанных частиц».
Согласно его точке зрения, полученные «сверхсветовые» эти свидетельствуют не о том, что частицы весьма скоро чем-то обмениваются, но о том, что «неестественные» представления о пространстве-времени не отражают настоящего положения вещей.
Корреляция между состояниями фотонов – не связь (иначе говоря передача информации), но некое единичное событие, проявляющее себя сходу в двух местах. Действительно, описания сущности этого «события» швейцарец не даёт.
Подобной точки зрения придерживается Теренс Рудольф (Terence Rudolph) из Имперского колледжа Лондона (Imperial College London), что уверен в том, что квантовые объекты выходят за пределы хорошего пространственно-временного континуума, практически придуманного человеком для собственного удобства.
Но, само собой, имеется и оппоненты столь храбрым суждениям. Главная контроверза пребывает в отсутствии теоретического обоснования характера сотрудничества спутанных частиц «как одного события».
Но, и сам Жизен согласен с этим: «До тех пор пока мы не можем внятно растолковать, что же в том месте происходит». Но учёный сохраняет надежду, что необъяснимые в рамках существующих моделей результаты послужат катализатором новых теоретических разработок.
Кто знает, может, «Теория Всего» уже прейдет скоро?
