|
Принцип неопределённости Гейзенберга нарушается и без путешествий во времени
|
|
20 февраля 2013 года, 20:51 | Текст: Александр Березин
|
|
|
|
Согласно принципу неопределённости Гейзенберга, одновременное измерение местоположения и импульса (а теоретически и многих других математически связанных пар переменных) должно иметь хотя бы существенный процент возможной ошибки.
|
|
|
|
Хотя ранее уже постулировалось, что на замкнутой времениподобной кривой (траектории, где возможно путешествие в прошлое) принцип неопределённости теоретически может нарушаться, для открытой времениподобной кривой ничего подобного до недавних пор не предполагалось.
|
|
|
Впрочем, всё когда-нибудь случается впервые. Физик Жак Пинар (Jacques Pienaar) и его коллеги по Квинслендскому университету (Австралия) смогли теоретически показать, что на открытой времениподобной кривой можно измерить пару взаимосвязанных параметров квантовых состояний со сравнительно высокой степенью точности, запрещённой принципом неопределённости.
|
|
|
|
«Некоторые считают, что принцип неопределённости Гейзенберга в будущей теории квантовой гравитации будет отличаться от своего нынешнего вида, — комментирует г-н Пинар. — Однако большинство таких исследований полагает, что квантовая гравитация привнесёт больше неопределённости. Наша же модель утверждает совершенно противоположное: теория квантовой гравитации устранит неопределённость квантовой механики».
|
|
|
|
Но к делу. Открытые времениподобные кривые (ОВК; траектории, где путешествия в прошлое невозможны), по словам авторов рассматриваемой работы, это скорее упрощённый и наиболее обычный тип замкнутых времениподобных кривых (ЗВК). В то время как ЗВК создают замкнутые петли во времени, позволяющие системам влиять на события из собственного прошлого (пресловутое убийство бабушки), ОВК не позволяют системам взаимодействовать с более ранними версиями самих себя. Свободным от взаимодействия ОВК по определению вроде бы не присущи парадоксы, связываемые с гипотетическими путешествиями во времени в обратном направлении. Поэтому, хотя ЗВК совместимы с теорией относительности (вплоть до белых дыр), с квантовой механикой они не стыкуются, по крайней мере до тех пор, пока математика квантовой механики не становится нелинейной.
|
|
|
|
Ранее уже удавалось показать, что подобная нелинейность ведёт к некоторым необычным следствиям, таким как возможность построения сверхэффективного квантового компьютера, способного решать NP-полные задачи, то есть проблемы, при нынешних технических возможностях требующие для расчёта триллионы лет.
|
|
|
|
В нынешней работе физики показывают, что такая модель нелинейной математики квантовой механики теоретически возможна и с открытыми времениподобными кривыми в случае систем, где квантовое запутывание существует между подсистемой, двигающейся во времени, и некоей внешней подсистемой. В проведённом моделировании два квантовых состояния «спрессованы» в перпендикулярных друг другу направлениях. После того как эти состояния проциркулировали по системе несколько раз, учёные обнаружили, что могут измерить эти ортогональные друг другу компоненты, соответствующие местоположению и импульсу в принципе неопределённости, со сравнительно высокой точностью.
|
|
|
|
Другой интересной особенностью такой ОВК-системы является нечто вроде релятивистского замедления времени, когда часы в условиях разной гравитации показывают время, текущее с разной скоростью.
|
|
|
|
Моделирование ОВК выявило сходное состояние: время для двух изначально синхронизированных траекторий протекало по-разному. Как полагают учёные, это значит, что ОВК можно использовать для симулирования эффектов квантовой гравитации.
|
|
|
|
Как известно, многие физики верят, что дальнейшее развитие квантовой гравитации исключит возможность существования замкнутых времениподобных кривых — и в том числе возможность влияния на прошлое (теория защиты хронологии). «Однако, даже если во Вселенной нет ЗВК... замедление времени под действием гравитации выглядит для внешнего наблюдателя как эффект ОВК, и поскольку, как мы показали, даже ОВК ведёт к странным [неправдоподобным] эффектам, мы считаем, что эти эффекты всё же могут проявляться [в реальности] в сильных гравитационных полях, даже без замкнутых траекторий во времени [«путешествий во времени»]. Если это так, то они позволят нам нарушать принцип неопределённости Гейзенберга и клонировать когерентные состояния света без необходимости в полноценной машине времени», — рассуждает Жак Пинар.
|
|
|
|
Правда, учёный тут же оговаривается: связь между ОВК и гравитационными полями носит пока что скорее спекулятивный характер и может оказаться неверной. Собственно, дальнейшей проверкой возможности существования такой связи он и намерен заняться.
|
|
|
|
Каким же образом учёные осуществят такой, казалось бы, невозможный эксперимент? Г-н Пинар полагает, что сделать это можно в опыте с системой, находящейся, с одной стороны, в состоянии квантовой запутанности, а с другой — частично пребывающей в гравитационном поле Земли. «Строго говоря, нам потребовалась бы настоящая машина времени для создания эффективного контура ОВК — а у нас её точно нет. Если же наша аналогия между ОВК и гравитацией верна, то мы можем создать такой контур просто в гравитационном поле Земли... Уже сейчас существует научная группа, работающая над отправкой квантово запутанных лучей света к спутнику на орбите... А это может обеспечить экспериментальное подтверждение того, верны или нет наши предположения о том, что гравитация ведёт себя как ОВК...»
|
|
|
|
http://science.compulenta.ru/737412/
|
