|
Запутанные частицы могут взаимодействовать быстрее света
|
|
|
|
Запутанность - это, пожалуй, один из самых запутанных аспектов квантовой механики. На первый взгляд, запутанность позволяет частицам мгновенно перемещаться на огромные расстояния, что, по-видимому, превышает скорость света. Но хотя запутанные частицы связаны, они не обязательно обмениваются информацией между собой.
|
|
|
|
В квантовой механике частица на самом деле не является частицей. Вместо того, чтобы быть твердой и четко очерченной точкой, частица на самом деле представляет собой облако нечетких вероятностей, которые описывают, где мы можем найти частицу, когда начнем ее искать. Но пока мы на самом деле не проведем измерение, мы не сможем точно знать все, что хотели бы знать о частице.
|
|
|
|
Эти нечеткие вероятности известны как квантовые состояния. При определенных обстоятельствах мы можем связать две частицы квантовым образом, так что одно математическое уравнение описывает оба набора вероятностей одновременно. Когда это происходит, мы говорим, что частицы запутаны.
|
|
|
|
Когда частицы находятся в одном квантовом состоянии, измерение свойств одной из них может автоматически дать нам представление о состоянии другой. Например, давайте рассмотрим случай квантового спина, свойства субатомных частиц. У таких частиц, как электроны, спин может быть в одном из двух состояний: либо вверх, либо вниз. Как только мы запутываем два электрона, их спины коррелируют. Мы можем подготовить запутывание определенным образом, чтобы спины всегда были противоположны друг другу.
|
|
|
|
|
|
|
Если мы измерим первую частицу, то можем случайно обнаружить, что ее спин направлен вверх. Что это говорит нам о второй частице? Поскольку мы тщательно упорядочили наше запутанное квантовое состояние, мы теперь знаем со 100%-ной уверенностью, что вторая частица должна быть направлена вниз. Ее квантовое состояние было связано с первой частицей, и как только происходит одно открытие, происходят оба открытия.
|
|
|
|
Но что, если вторая частица находилась на другом конце комнаты? Или на другом конце галактики? Согласно квантовой теории, как только сделан один "выбор", частица-партнер мгновенно "узнает", какой у нее должен быть спин. Похоже, что связь может осуществляться быстрее света.
|
|
|
|
Разрешение этого очевидного парадокса можно найти, если внимательно изучить, что происходит, когда и, что более важно, кто знает, что и когда произойдет.
|
|
|
|
Допустим, я измеряю частицу А, а вы отвечаете за частицу В. Как только я произведу измерение, я буду точно знать, какой спин должен быть у вашей частицы. Но вы этого не знаете! Вы узнаете об этом только после того, как проведете собственное измерение или после того, как я вам скажу. Но в любом случае ничто не передается быстрее света. Либо вы проводите собственное локальное измерение, либо ждете моего сигнала.
|
|
|
|
Пока две частицы связаны, никто не может знать ничего заранее. Я знаю, что делает ваша частица, но я могу сообщить вам об этом только со скоростью, меньшей скорости света, или вы просто догадываетесь об этом сами.
|
|
|
|
Таким образом, хотя процесс запутывания происходит мгновенно, его раскрытие не происходит. Мы должны использовать старые добрые методы коммуникации, скорость которых не превышает скорости света, чтобы собрать воедино корреляции, необходимые для квантовой запутанности.
|
|
|
|
Источник
|
