Mekanika kuantike argëtuese. Si e kontrollon vetëdija materien

Këtu pata një bisedë me ditë për këtë temë fshirje kuantike me zgjedhje të vonuar, jo aq një diskutim sa një shpjegim i durueshëm për mua nga miku im i mrekullueshëm dr_tambowsky i bazave fizika kuantike. Meqenëse fizikën nuk e kam studiuar mirë në shkollë dhe në pleqëri e përthith si sfungjer. Vendosa t'i mbledh shpjegimet në një vend, ndoshta për dikë tjetër.

Për të filluar, unë rekomandoj të shikoni një film vizatimor për fëmijët në lidhje me ndërhyrjen dhe t'i kushtoni vëmendje "syrit". Sepse kjo është në fakt e gjithë çështja.

Më pas mund të filloni të lexoni tekstin nga dr_tambowsky, të cilin po e citoj më poshtë në tërësi, ose, nëse jeni të zgjuar dhe mendjemprehtë, mund ta lexoni menjëherë. Ose më mirë akoma, të dyja.

Çfarë është ndërhyrja?
Këtu ka vërtet shumë terma dhe koncepte të ndryshme dhe ato janë shumë të hutuara. Le të shkojmë me radhë. Së pari, ndërhyrja si e tillë. Ka shembuj të panumërt të ndërhyrjeve dhe ka shumë interferometra të ndryshëm. Një eksperiment i veçantë që sugjerohet vazhdimisht dhe përdoret shpesh në këtë shkencë të fshirjes (kryesisht sepse është i thjeshtë dhe i përshtatshëm) janë dy të çara të prera krah për krah, paralel me njëra-tjetrën, në një ekran të errët. Së pari, le të ndriçojmë një vend të tillë të dyfishtë. Drita është një valë, apo jo? Dhe ne vëzhgojmë ndërhyrjen e dritës gjatë gjithë kohës. Merreni me besim se nëse ndriçojmë dritë në këto dy çarje dhe vendosim një ekran (ose thjesht një mur) në anën tjetër, atëherë në këtë ekran të dytë do të shohim gjithashtu një model ndërhyrje - në vend të dy pikave të ndritshme të dritës " duke kaluar nëpër të çarat” në ekranin e dytë (murin) do të ketë një gardh me vija të ndezura dhe të errëta të alternuara. Le të theksojmë edhe një herë se kjo është një pronë thjesht valë: nëse hedhim guralecë, atëherë ata që bien në çarje do të vazhdojnë të fluturojnë drejt dhe të godasin murin, secila pas çarjes së vet, domethënë do të shohim dy grumbuj të pavarur. gurë (nëse ngjiten në mur, sigurisht 🙂), asnjë ndërhyrje.

Më pas, a ju kujtohet në shkollë që ata mësonin për "dualitetin valë-grimcë"? Se kur gjithçka është shumë e vogël dhe shumë kuantike, atëherë objektet janë edhe grimca edhe valë? Në një nga eksperimentet e famshme (eksperimenti Stern-Gerlach) në vitet 20 të shekullit të kaluar, ata përdorën të njëjtin konfigurim siç u përshkrua më lart, por në vend të dritës ata shkëlqenin ... me elektrone. Epo, domethënë, elektronet janë grimca, apo jo? Kjo do të thotë, nëse i "hedhni" në folenë e dyfishtë, si guralecë, atëherë çfarë do të shohim në murin prapa çarjeve? Përgjigja nuk është dy pika të ndara, por përsëri një foto ndërhyrje!! Kjo do të thotë, elektronet gjithashtu mund të ndërhyjnë.

Nga ana tjetër, rezulton se drita nuk është saktësisht një valë, por edhe pak një grimcë - një foton. Kjo do të thotë, ne jemi tani aq të zgjuar sa kuptojmë se dy eksperimentet e përshkruara më sipër janë e njëjta gjë. Ne hedhim grimca (kuantike) në çarje, dhe grimcat në këto çarje ndërhyjnë - vija alternative janë të dukshme në mur ("të dukshme" - në kuptimin se si regjistrojmë fotone ose elektrone atje, në të vërtetë sytë nuk janë të nevojshëm për këtë: )).

Tani, të armatosur me këtë pamje universale, le të bëjmë pyetjen e mëposhtme, më delikate (vëmendje, shumë e rëndësishme!!):
Kur shkëlqejmë dritë mbi çarjet me fotonet/elektronet/grimcat tona, ne shohim një model ndërhyrjeje në anën tjetër. E mrekullueshme. Por çfarë ndodh me një foton/elektron/pi-mezon individual? [dhe tani e tutje, le të flasim - vetëm për lehtësi - vetëm për fotonet]. Në fund të fundit, ky opsion është i mundur: çdo foton fluturon si një guralec nëpër çarjen e vet, domethënë ka një trajektore shumë të caktuar. Ky foton fluturon nëpër vrimën e majtë. Dhe ai atje është në të djathtë. Kur këto fotone me guralecë, duke ndjekur trajektoret e tyre specifike, arrijnë në murin pas të çarave, ato disi ndërveprojnë me njëri-tjetrin dhe si rezultat i këtij ndërveprimi, një model ndërhyrje shfaqet në vetë murin. Deri më tani, asgjë në eksperimentet tona nuk e kundërshton këtë interpretim - në fund të fundit, kur shkëlqejmë në të çarë dritë të ndritshme ne dërgojmë shumë fotone në të njëjtën kohë. Qeni i tyre e di se çfarë po bëjnë atje.

Ne kemi një përgjigje për këtë pyetje të rëndësishme. Ne dimë të hedhim një foton në të njëjtën kohë. Ata iken. Ne pritem. E hodhën tjetrin. Ne shikojmë nga afër murin dhe vërejmë se ku arrijnë këto fotone. Një foton i vetëm, natyrisht, nuk mund të krijojë një model ndërhyrje të vëzhgueshme në parim - ai është i vetëm, dhe kur e regjistrojmë atë, ne mund ta shohim atë vetëm në një vend të caktuar, dhe jo kudo menjëherë. Megjithatë, le të kthehemi te analogjia me guralecat. Një guralec fluturoi pranë. Ai goditi murin pas njërës prej çarjeve (ai nëpër të cilin fluturoi, sigurisht). Këtu është një tjetër - u godit përsëri pas folesë. ne jemi ulur. Ne numërojmë. Pas ca kohësh dhe duke hedhur guralecë të mjaftueshëm, do të marrim një shpërndarje - do të shohim që shumë guralecë godasin murin pas njërës çarje dhe shumë pas tjetrës. Dhe askund tjetër. Ne bëjmë të njëjtën gjë me fotonet - hedhim ato një nga një dhe numërojmë ngadalë sa fotone arrijnë në çdo vend të murit. Dalëngadalë po çmendemi, sepse shpërndarja e frekuencës që rezulton e ndikimeve të fotoneve nuk është aspak dy pika nën të çarat përkatëse. Kjo shpërndarje saktësisht përsërit modelin e ndërhyrjes që pamë kur shkëlqenim me dritë të ndritshme. Por fotonet po vinin tani një nga një! Një - sot. E ardhmja është nesër. Ata nuk mund të ndërveprojnë me njëri-tjetrin në mur. Kjo do të thotë, në përputhje të plotë me mekanikën kuantike, një foton i veçantë është njëkohësisht një valë dhe asgjë e ngjashme me valë nuk është e huaj për të. Fotoni në eksperimentin tonë nuk ka një trajektore specifike - çdo foton individual kalon nëpër të dy çarjet menjëherë dhe, si të thuash, ndërhyn në vetvete. Ne mund ta përsërisim eksperimentin, duke lënë vetëm një të çarë të hapur - atëherë fotonet, natyrisht, do të grumbullohen pas tij. Le të mbyllim të parën, të hapim të dytën, duke hedhur ende fotone një nga një. Ata grumbullohen, natyrisht, nën të dytin, të hapur, plasaritur. Hapni të dyja - shpërndarja rezultuese e vendeve ku fotonet pëlqejnë të grumbullohen nuk është shuma e shpërndarjeve të marra kur vetëm një çarje ishte e hapur. Tani ata janë ende të strukur mes të çarave. Më saktësisht, vendet e tyre të preferuara për grupim janë tani vija të alternuara. Në këtë ata janë grumbulluar së bashku, në tjetrin - jo, përsëri - po, errësirë, dritë. Ah, ndërhyrje...

Çfarë është mbivendosja dhe rrotullimi.
Kështu që. Le të supozojmë se ne kuptojmë gjithçka rreth ndërhyrjes si të tillë. Le të bëjmë mbivendosje. Nuk e di si jeni me mekanikën kuantike, më falni. Nëse është e keqe, atëherë do t'ju duhet të merrni shumë për besimin, është e vështirë të shpjegohet me pak fjalë.

Por në parim, ne ishim tashmë diku afër - kur pamë që një foton i vetëm po fluturonte nëpër dy çarje menjëherë. Mund të themi thjesht: një foton nuk ka trajektore, një valë dhe një valë. Dhe mund të themi se fotoni fluturon njëkohësisht përgjatë dy trajektoreve (në mënyrë të rreptë, as përgjatë dy, natyrisht, por përgjatë të gjitha përnjëherë). Kjo është një deklaratë ekuivalente. Në parim, nëse e ndjekim këtë rrugë deri në fund, do të arrijmë në "integralin e rrugës" - formulimin e Feynman-it të mekanikës kuantike. Ky formulim është tepër elegant dhe po aq kompleks, sa është i vështirë për t'u përdorur në praktikë, aq më pak përdoret për të shpjeguar bazat. Prandaj, le të mos shkojmë deri në fund, por të meditojmë për një foton që fluturon "përgjatë dy trajektore njëherësh". Në kuptimin e koncepteve klasike (dhe trajektorja është një koncept klasik i mirëpërcaktuar, ose një gur fluturon kokë më kokë ose afër), fotoni është në gjendje të ndryshme në të njëjtën kohë. Edhe një herë, trajektorja nuk është as saktësisht ajo që na nevojitet, qëllimet tona janë më të thjeshta, thjesht ju bëj thirrje të kuptoni dhe ndjeni faktin.

Mekanika kuantike na tregon se kjo situatë është rregull, jo përjashtim. Çdo grimcë kuantike mund të jetë (dhe zakonisht është) në "disa gjendje" në të njëjtën kohë. Në fakt, nuk keni nevojë ta merrni këtë deklaratë shumë seriozisht. Këto "gjendje të shumëfishta" janë në fakt intuitat tona klasike. Ne përcaktojmë "gjendje" të ndryshme bazuar në disa nga konsideratat tona (të jashtme dhe klasike). Dhe një grimcë kuantike jeton sipas ligjeve të veta. Ajo ka një pasuri. Pika. Gjithçka që do të thotë deklarata për "superpozicionin" është se kjo gjendje mund të jetë shumë e ndryshme nga idetë tona klasike. Ne prezantojmë konceptin klasik të trajektores dhe e zbatojmë atë në një foton në gjendjen që i pëlqen të jetë. Dhe fotoni thotë - "Më falni, gjendja ime e preferuar është se në lidhje me këto trajektoret tuaja, unë jam në të dyja menjëherë!" Kjo nuk do të thotë se fotoni nuk mund të jetë fare në një gjendje në të cilën trajektorja është (pak a shumë) e përcaktuar. Le të mbyllim njërën nga çarjet - dhe mund të themi, deri diku, se fotoni fluturon nëpër të dytin përgjatë një trajektoreje të caktuar, të cilën ne e kuptojmë mirë. Kjo është, një shtet i tillë ekziston në parim. Le t'i hapim të dyja - fotoni preferon të jetë në mbivendosje.

E njëjta gjë vlen edhe për parametrat e tjerë. Për shembull, momenti i tij këndor, ose rrotullimi. Mos harroni për dy elektrone që mund të ulen së bashku në të njëjtën orbitale - nëse kanë rrotullime të kundërta? Kjo është pikërisht ajo. Dhe fotoni gjithashtu ka rrotullim. E mira e rrotullimit të fotonit është se në klasikët në të vërtetë korrespondon me polarizimin e një valë drite. Kjo do të thotë, duke përdorur të gjitha llojet e polarizuesve dhe kristaleve të tjera që kemi, ne mund të manipulojmë rrotullimin (polarizimin) e fotoneve individuale nëse i kemi (dhe ato do të shfaqen).

Pra, rrotullo. Elektroni ka një spin (me shpresën se orbitalet dhe elektronet janë më të njohura për ju sesa fotonet, kështu që gjithçka është e njëjtë), por elektroni është absolutisht indiferent ndaj asaj "gjendje spin" në të cilën ndodhet. Spin është një vektor dhe ne mund të përpiqemi të themi "pikat rrotulluese lart". Ose "rrotullimi po shikon poshtë" (në lidhje me ndonjë drejtim që kemi zgjedhur). Dhe elektroni na thotë: "Nuk më intereson për ju, unë mund të jem në të dyja trajektoret në të dyja gjendjet rrotulluese menjëherë." Këtu përsëri, është shumë e rëndësishme që jo shumë elektrone të jenë në gjendje të ndryshme spin, në një ansambël, njëri shikon lart, tjetri poshtë, dhe çdo elektron individual është në të dyja gjendjet menjëherë. Ashtu si jo elektrone të ndryshëm kalojnë nëpër çarje të ndryshme, por një elektron (ose foton) kalon nëpër të dy çarjet menjëherë. Një elektron mund të jetë në një gjendje me një drejtim të caktuar rrotullimi nëse e pyet shumë, por ai vetë nuk do ta bëjë këtë. Situata mund të përshkruhet gjysmë cilësore si më poshtë: 1) ekzistojnë dy gjendje, |+1> (spin up) dhe |-1> (spin down); 2) në parim, këto janë gjendje kosher në të cilat elektroni mund të ekzistojë; 3) megjithatë, nëse nuk bëni përpjekje të veçanta, elektroni do të "lyhet" në të dy gjendjet dhe gjendja e tij do të jetë diçka si |+1> + |-1>, një gjendje në të cilën elektroni nuk ka një specifikë. drejtimi i rrotullimit (ashtu si trajektorja 1+ e trajektores 2, apo jo?). Ky është një "superpozicion i shteteve".

Rreth kolapsit të funksionit valor.
Na ka mbetur shumë pak për të kuptuar se çfarë është matja dhe "kolapsi i funksionit të valës". Funksioni i valës është ai që shkruam më lart, |+1> + |-1>. Vetëm një përshkrim i gjendjes. Për thjeshtësi, mund të flasim për vetë shtetin, si i tillë, dhe "kolapsin" e tij, nuk ka rëndësi. Kjo është ajo që ndodh: elektroni fluturon drejt vetes në një gjendje shpirtërore kaq të pasigurt, ose është lart, ose poshtë, ose të dyja menjëherë. Pastaj vrapojmë me një pajisje me pamje të frikshme dhe le të matim drejtimin e rrotullimit. Në këtë rast specifik Mjafton të vendosni një elektron në një fushë magnetike: ato elektrone, rrotullimi i të cilëve drejtohet përgjatë drejtimit të fushës duhet të devijojnë në një drejtim, ata që rrotullohen kundër fushës - në anën tjetër. Ne ulemi në anën tjetër dhe fërkojmë duart - shohim se në cilin drejtim elektroni ka devijuar dhe menjëherë e dimë nëse rrotullimi i tij është i kthyer lart apo poshtë. Fotonet mund të futen në një filtër polarizues - nëse polarizimi (spini) është +1, fotoni kalon, nëse -1, atëherë jo.

Por më falni - në fund të fundit, elektroni nuk kishte një drejtim të caktuar rrotullimi përpara matjes? Kjo është e gjithë çështja. Nuk kishte asnjë të caktuar, por ishte, si të thuash, "i përzier" nga dy shtete njëherësh, dhe në secilën prej këtyre shteteve kishte shumë një drejtim. Në procesin e matjes, ne e detyrojmë elektronin të vendosë se kush duhet të jetë dhe ku të shikojë - lart ose poshtë. Në situatën e përshkruar më sipër, ne, natyrisht, në parim nuk mund të parashikojmë paraprakisht se çfarë vendimi do të marrë ky elektron i veçantë kur të fluturojë në fushën magnetike. Me një probabilitet prej 50% ai mund të vendosë "lart", me të njëjtën probabilitet mund të vendosë "poshtë". Por sapo ai vendos këtë, ai është në një gjendje me një drejtim të caktuar rrotullimi. Si rezultat i "matjes" tonë! Kjo është "kolapsi" - para matjes funksioni i valës(më falni, kusht) ishte |+1> + |-1>. Pasi “matëm” dhe pamë që elektroni devijonte në një drejtim të caktuar, u përcaktua drejtimi i tij i rrotullimit dhe funksioni i tij valor u bë thjesht |+1> (ose |-1>, nëse devijonte në një drejtim tjetër). Domethënë, shteti është “kolapsuar” në një nga komponentët e tij; Nuk ka më asnjë gjurmë të "përzierjes" së komponentit të dytë!

Në një masë të madhe, ky ishte fokusi i filozofimit të zbrazët në hyrjen origjinale, dhe kjo është ajo që nuk më pëlqen në fund të filmit vizatimor. Një sy është tërhequr thjesht atje dhe një shikues i papërvojë mund të ketë, së pari, iluzionin e një farë antropocentrizmi të procesit (thonë se duhet një vëzhgues për të kryer "matjen"), dhe së dyti, për mosinvazivitetin e tij ( mirë, ne thjesht po kërkojmë!). Pikëpamjet e mia për këtë temë janë përshkruar më lart. Së pari, një "vëzhgues" si i tillë nuk është i nevojshëm, natyrisht. Mjafton të vini në kontakt një sistem kuantik me një të madh, sistemi klasik dhe gjithçka do të ndodhë vetvetiu (elektronet do të fluturojnë në fushën magnetike dhe do të vendosin se cilët do të jenë, pavarësisht nëse jemi ulur në anën tjetër dhe shikojmë apo jo). Së dyti, matja klasike jo-invazive e një grimce kuantike është në parim e pamundur. Është e lehtë të vizatosh një sy, por çfarë do të thotë të "shikosh një foton dhe të zbulosh se ku shkoi"? Për të parë, ju duhen fotone që të godasin syrin tuaj, mundësisht shumë. Si mund ta organizojmë në mënyrë që shumë fotone të mbërrijnë dhe të na tregojnë gjithçka për gjendjen e një fotoni fatkeq, gjendja e të cilit na intereson? Të shkëlqejë një elektrik dore mbi të? Dhe çfarë do të mbetet prej tij pas kësaj? Është e qartë se ne do të ndikojmë shumë në gjendjen e tij, ndoshta në atë masë sa ai nuk do të dëshirojë më të ngjitet në një nga slotet. Nuk është gjithçka aq interesante. Por më në fund kemi arritur në pjesën interesante.

Rreth paradoksit Einstein-Podolsky-Rosen dhe çifteve koherente (të ngatërruara) të fotoneve
Tani dimë për mbivendosjen e gjendjeve, por deri më tani kemi folur vetëm për një grimcë. Thjesht për thjeshtësi. Por prapëseprapë, çka nëse kemi dy grimca? Ju mund të përgatisni një palë grimcash në një gjendje plotësisht kuantike, në mënyrë që gjendja e tyre e përgjithshme të përshkruhet nga një funksion i vetëm valor i zakonshëm. Kjo, natyrisht, nuk është e thjeshtë - dy fotone arbitrare në dhomat fqinje ose elektronet në epruvetat fqinje nuk dinë për njëri-tjetrin, kështu që ato mund dhe duhet të përshkruhen plotësisht në mënyrë të pavarur. Prandaj, është thjesht e mundur të llogaritet energjia lidhëse e, të themi, një elektroni në një proton në një atom hidrogjeni, pa u interesuar fare për elektronet e tjera në Mars apo edhe për atomet fqinje. Por nëse vërtet provoni, atëherë gjendje kuantike mund të krijohen që mbulojnë dy grimca njëherësh. Kjo do të quhet një "gjendje koherente" në lidhje me çiftet e grimcave dhe të gjitha llojet e fshirjeve kuantike dhe kompjuterëve, kjo quhet edhe një gjendje e ngatërruar.

Le të vazhdojmë. Ne mund të dimë (për shkak të kufizimeve të imponuara nga procesi i përgatitjes së kësaj gjendje koherente) se, të themi, rrotullimi total i sistemit tonë me dy grimca e barabartë me zero. Është në rregull, ne e dimë që rrotullimet e dy elektroneve në orbitalin s duhet të jenë antiparalele, domethënë, rrotullimi total është zero, dhe kjo nuk na tremb aspak, apo jo? Ajo që nuk dimë është se ku po drejtohet rrotullimi i një grimce të caktuar. Ne e dimë vetëm se pavarësisht se ku shikon ai, rrotullimi i dytë duhet të shikojë në drejtimin tjetër. Kjo do të thotë, nëse caktojmë dy grimcat tona (A) dhe (B), atëherë gjendja, në parim, mund të jetë kështu: |+1(A), -1(B)> (A shikon lart, B shikon poshtë ). Ky është një shtet i lejuar dhe nuk shkel asnjë kufizim të vendosur. Një mundësi tjetër është |-1(A), +1(B)> (anasjelltas, A poshtë, B lart). Gjithashtu një kusht i mundshëm. A nuk ju kujton ende gjendjet që kemi shkruar pak më parë për rrotullimin e një elektroni të vetëm? Sepse sistemi ynë i dy grimcave, ndërsa është kuantik dhe koherent, mund (dhe do të) të jetë gjithashtu në një mbivendosje të gjendjeve |+1(A); -1(B)> + |-1(A); +1(B)>. Kjo do të thotë, të dyja mundësitë zbatohen njëkohësisht. Ashtu si të dy trajektoret e një fotoni ose të dy drejtimet e rrotullimit të një elektroni.

Matja e një sistemi të tillë është shumë më emocionuese sesa matja e një fotoni të vetëm. Në të vërtetë, le të supozojmë se matim rrotullimin e vetëm një grimce, A. Ne kemi kuptuar tashmë se matja është stres i rëndë për një grimcë kuantike, gjendja e saj do të ndryshojë shumë gjatë procesit të matjes, do të ndodhë kolapsi... Kjo është e gjitha e vërtetë, por në këtë rast është edhe grimca e dytë, B, e cila është e lidhur ngushtë me A, kanë funksion të përbashkët valor! Supozoni se matëm drejtimin e rrotullimit A dhe pamë që ishte +1. Por A nuk ka funksionin e tij valor (ose me fjalë të tjera, shtetin e tij të pavarur) që ai të shembet në |+1>. Gjithçka që ka A është gjendja e "ngatërruar" me B, e shkruar më sipër. Nëse matja A jep +1 dhe ne e dimë se rrotullimet e A dhe B janë antiparalele, ne e dimë se rrotullimi i B është i kthyer nga poshtë (-1). Funksioni valor i çiftit shembet në çdo gjë që mundet, ose mundet vetëm në |+1(A); -1(B)>. Funksioni i valës së shkruar nuk na ofron asnjë mundësi tjetër.

Asgje akoma? Vetëm mendoni, rrotullimi i plotë është ruajtur? Tani le të imagjinojmë se kemi krijuar një çift të tillë A, B dhe i lëmë këto dy grimca të fluturojnë larg anët e ndryshme, duke mbetur koherent. Një (A) fluturoi në Mërkur. Dhe tjetra (B), le të themi, te Jupiteri. Pikërisht në këtë moment kemi ndodhur në Mërkur dhe kemi matur drejtimin e rrotullimit A. Çfarë ndodhi? Pikërisht në atë moment mësuam drejtimin e rrotullimit B dhe ndryshuam funksionin valor të B! Ju lutemi vini re se kjo nuk është aspak e njëjtë si në klasikët. Lërini dy gurë fluturues të rrotullohen rreth boshtit të tyre dhe na tregoni me siguri se ata rrotullohen brenda anët e kundërta. Nëse matim drejtimin e rrotullimit të njërit kur ai arrin Merkurin, do të dimë edhe drejtimin e rrotullimit të të dytit, kudo që përfundon deri në atë kohë, madje edhe në Jupiter. Por këta gurë rrotulloheshin gjithmonë në një drejtim të caktuar, përpara çdo matjeje tonën. Dhe nëse dikush mat një shkëmb që fluturon drejt Jupiterit, atëherë ai (të) do të marrë të njëjtën përgjigje dhe mjaft të prerë, pavarësisht nëse kemi matur diçka në Mërkur apo jo. Me fotonet tona situata është krejtësisht e ndryshme. Asnjë prej tyre nuk kishte ndonjë drejtim specifik rrotullimi përpara matjes. Nëse dikush, pa pjesëmarrjen tonë, do të vendoste të masë drejtimin e rrotullimit B diku në rajonin e Marsit, çfarë do të merrte? Kjo është e drejtë, me një shans 50% ai do të shihte +1, me një shans 50% -1. Kjo është gjendja e B-së, mbivendosja. Nëse ky dikush vendos të masë spin B menjëherë pasi ne kemi matur tashmë rrotullimin A, kemi parë +1 dhe ka shkaktuar kolapsin e funksionit të valës *të gjithë*,
atëherë ai do të marrë vetëm -1 si rezultat i matjes, me një probabilitet prej 100%! Vetëm në momentin e matjes sonë, A më në fund vendosi se kush duhet të ishte dhe "zgjodhi" drejtimin e rrotullimit - dhe kjo zgjedhje ndikoi menjëherë në *të gjithë* funksionin e valës dhe gjendjen e B, i cili në këtë moment është tashmë Zoti e di. ku.

Ky problem quhet "jolokaliteti i mekanikës kuantike". I njohur gjithashtu si paradoksi Einstein-Podolsky-Rosen (paradoksi EPR) dhe, në përgjithësi, ajo që ndodh në fshirje lidhet me këtë. Ndoshta po keqkuptoj diçka, sigurisht, por për shijen time fshirja është interesante sepse është pikërisht një demonstrim eksperimental i jolokalitetit.

I thjeshtuar, një eksperiment me fshirje mund të duket kështu: ne krijojmë çifte koherente (të ngatërruara) fotonesh. Një nga një: një çift, pastaj tjetri, etj. Në çdo çift, një foton (A) fluturon në një drejtim, tjetri (B) në tjetrin. Gjithçka është ashtu siç kemi diskutuar pak më lart. Në rrugën e fotonit B vendosim një çarje të dyfishtë dhe shohim se çfarë duket në mur pas kësaj çarje. Shfaqet një model ndërhyrjeje, sepse çdo foton B, siç e dimë, fluturon përgjatë të dy trajektoreve, përmes të dy çarjeve njëherësh (ne ende kujtojmë ndërhyrjen me të cilën filluam këtë histori, apo jo?). Fakti që B është ende i lidhur në mënyrë koherente me A dhe ka një funksion të përbashkët valor me A është mjaft vjollcë për të. Le ta komplikojmë eksperimentin: mbulojmë një vend me një filtër që lejon të kalojnë vetëm fotonet me rrotullim +1. E mbulojmë të dytën me një filtër që transmeton vetëm fotone me spin (polarizim) -1. Ne vazhdojmë të shijojmë modelin e ndërhyrjes sepse gjendjen e përgjithshme çiftet A, B(|+1(A); -1(B)> + |-1(A);+1(B)>, siç e mbajmë mend), ka gjendje B me të dy rrotullimet. Kjo do të thotë, "pjesa" B mund të kalojë nëpër një filtër/slot, dhe një pjesë përmes një tjetri. Ashtu si më parë, një "pjesë" fluturoi përgjatë një trajektoreje, tjetra përgjatë tjetrës (kjo, natyrisht, është një figurë fjalësh, por fakti mbetet fakt).

Së fundi, kulmi: diku në Merkur, ose pak më afër, në skajin tjetër të tabelës optike, vendosim një filtër polarizues në rrugën e fotoneve A dhe një detektor prapa filtrit. Le të jemi të qartë se ky filtër i ri lejon të kalojnë vetëm fotonet me rrotullim +1. Sa herë që aktivizohet detektori, ne e dimë se fotoni A me rrotullim +1 ka kaluar (spin -1 nuk do të kalojë). Por kjo do të thotë që funksioni valor i të gjithë çiftit u shemb dhe "vëllai" i fotonit tonë, fotoni B, në këtë moment kishte vetëm një gjendje të mundshme -1. Të gjitha. Fotoni B tani nuk ka "asgjë" për të kaluar, një vend i mbuluar me një filtër që lejon të kalojë vetëm polarizimi +1. Ai thjesht nuk e ka atë komponent të mbetur. "Njohja" e këtij fotoni B është shumë e thjeshtë. Ne krijojmë çifte një nga një. Kur zbulojmë fotonin A që kalon nëpër një filtër, ne regjistrojmë kohën në të cilën ai mbërriti. Një e gjysmë, për shembull. Kjo do të thotë se edhe “vëllai” i tij B do të fluturojë drejt murit në orën 1 e gjysmë. Epo, ose në 1:36, nëse ai fluturon pak më tej dhe, për rrjedhojë, më gjatë. Aty regjistrojmë edhe herë, pra mund të krahasojmë kush kush kush e kush me kë ka lidhje.

Pra, nëse tani shikojmë se çfarë fotografie po shfaqet në mur, nuk do të zbulojmë asnjë ndërhyrje. Fotoni B nga çdo çift kalon ose përmes njërës çarje ose tjetrën. Ka dy pika në mur. Tani, ne heqim filtrin nga rruga e fotoneve A. Modeli i ndërhyrjes është rikthyer.

...dhe në fund për zgjedhjen e vonuar
Situata bëhet krejtësisht e mjerueshme kur fotonit A i duhet më shumë kohë që të arrijë në filtrin/detektorin e tij sesa që fotoni B të arrijë te çarjet. Ne bëjmë matjen (dhe detyrojmë A të zgjidhë dhe funksionin e valës të shembet) pasi B duhet të ketë arritur tashmë në mur dhe të ketë krijuar një model ndërhyrjeje. Megjithatë, ndërsa matim A, edhe "më vonë se sa duhet", modeli i ndërhyrjes për fotonet B ende zhduket. Ne heqim filtrin për A - ai është restauruar. Ky është tashmë një fshirje e vonuar. Nuk mund të them se e kuptoj mirë se me çfarë e hanë.

Ndryshimet dhe sqarimet.
Gjithçka ishte e saktë, duke iu nënshtruar thjeshtimeve të pashmangshme, derisa ndërtuam një pajisje me dy fotone të ngatërruar. Së pari, fotoni B përjeton ndërhyrje. Duket se nuk funksionon me filtra. Duhet ta mbuloni me pllaka që ndryshojnë polarizimin nga linear në rrethor. Kjo tashmë është më e vështirë për t'u shpjeguar 😦 Por kjo nuk është gjëja kryesore. Gjëja kryesore është që kur mbulojmë foletë me filtra të ndryshëm, ndërhyrja zhduket. Jo në momentin kur matim fotonin A, por menjëherë. Truku i ndërlikuar është se duke instaluar filtrat e pllakave, ne "etiketuam" fotonet B. Me fjalë të tjera, fotonet B mbajnë informacion shtesë që na lejon të zbulojmë saktësisht se në cilën trajektore ata fluturuan. *Nëse* matim fotonin A, atëherë do të jemi në gjendje të zbulojmë saktësisht se cila trajektore B fluturoi, që do të thotë se B nuk do të përjetojë ndërhyrje. E hollësishme është se nuk është e nevojshme të "matni" fizikisht A! Ja ku jam Herën e fundit Unë gabova rëndë. Nuk ka nevojë të matni A që ndërhyrja të zhduket. Nëse *është* e mundur të matet dhe të zbulohet se cila nga trajektoret mori fotoni B, atëherë në këtë rast nuk do të ketë ndërhyrje.

Në fakt, kjo ende mund të përjetohet. Aty, në linkun e mëposhtëm, njerëzit disi ngrenë duart disi të pafuqishme, por sipas mendimit tim (ndoshta e kam përsëri gabim? 😉) shpjegimi është ky: duke vendosur filtra në slota, tashmë kemi ndryshuar shumë sistemin. Nuk ka rëndësi nëse ne vërtet kemi regjistruar polarizimin apo trajektoren përgjatë së cilës fotoni kaloi apo tundi momentin e fundit dorë. Është e rëndësishme që ne kemi “përgatitur” gjithçka për matje dhe kemi ndikuar tashmë tek shtetet. Prandaj, nuk ka nevojë për të "matur" në të vërtetë (në kuptimin e një vëzhguesi të ndërgjegjshëm humanoid që solli një termometër dhe e regjistroi rezultatin në një ditar). Gjithçka në njëfarë kuptimi (në kuptimin e ndikimit në sistem) tashmë është "matur". Deklarata zakonisht formulohet si më poshtë: "*nëse* matim polarizimin e fotonit A, atëherë do të dimë polarizimin e fotonit B, dhe rrjedhimisht trajektoren e tij, dhe meqenëse fotoni B fluturon përgjatë një trajektoreje të caktuar, atëherë nuk do të ketë ndërhyrje; ne as nuk duhet të matim fotonin A - mjafton që kjo matje të jetë e mundur; Ka disa mistifikime në këtë. Epo, po, ai refuzon. Thjesht sepse sistemi ishte përgatitur në atë mënyrë. Nëse sistemi ka informacion shtese(ka një mënyrë) për të përcaktuar se me cilën nga dy trajektoret ka fluturuar fotoni, atëherë nuk do të ketë ndërhyrje.

Nëse ju them se kam rregulluar gjithçka në mënyrë që fotoni të fluturojë vetëm përmes një slot, do të kuptoni menjëherë se nuk do të ketë ndërhyrje? Mund të vraposh për të kontrolluar (“matur”) dhe të sigurohesh që po them të vërtetën, ose mund ta besosh në këtë mënyrë. Nëse nuk gënjeva, atëherë nuk do të ketë ndërhyrje, pavarësisht nëse nxitoni të më kontrolloni apo jo :) Prandaj, shprehja "mund të matet" në të vërtetë do të thotë "sistemi është përgatitur në një mënyrë kaq të veçantë saqë.. .”. Është përgatitur dhe përgatitur, pra nuk ka ende shembje në këtë vend. Ka fotone "të etiketuara" dhe nuk ka ndërhyrje.

Tjetra - pse, në fakt, fshirja është e gjithë kjo - ata na thonë: le të veprojmë në sistem në atë mënyrë që të "fshijmë" këto shenja nga fotonet B - atëherë ata do të fillojnë të ndërhyjnë përsëri. Pika interesante, të cilës ne i jemi afruar tashmë, megjithëse në një model të gabuar, është se fotonet B mund të lihen të paprekura dhe pllakat të lihen në çarje. Mund të tërhiqni fotonin A dhe, ashtu si gjatë kolapsit, një ndryshim në gjendjen e tij do të shkaktojë (jolokalisht) një ndryshim në funksionin total të valës së sistemit në mënyrë që të mos kemi më informacion të mjaftueshëm për të përcaktuar se në cilën çarje ka kaluar foton B. Kjo do të thotë, ne futim një polarizues në rrugën e fotonit A - ndërhyrja e fotoneve B është rikthyer. Me vonesë, gjithçka është e njëjtë - ne e bëjmë atë që fotonit A të marrë më shumë kohë për të fluturuar në polarizues sesa B për të arritur te çarjet. Dhe akoma, nëse A ka një polarizues në rrugën e tij, atëherë B ndërhyn (megjithëse, si të thuash, "para se" A të arrijë polarizuesin)!

Feed. Ju mundeni, ose nga faqja juaj.

Fizika kuantike ka ndryshuar rrënjësisht kuptimin tonë për botën. Sipas fizikës kuantike, ne mund të ndikojmë në procesin e përtëritjes me vetëdijen tonë!

Pse është e mundur kjo?Nga pikëpamja e fizikës kuantike, realiteti ynë është një burim i pastërtisë mundësitë e mundshme, burimi i lëndëve të para nga i cili përbëhet trupi ynë, mendja jonë dhe i gjithë Universi.

Në shekullin e 20-të, gjatë eksperimenteve të fizikës me grimca nënatomike dhe fotone, u zbulua se fakti i vëzhgimit të eksperimentit ndryshon rezultatet e tij. Ajo ku ne përqendrojmë vëmendjen tonë mund të reagojë.

Ky fakt konfirmohet nga një eksperiment klasik që çdo herë i habit shkencëtarët. Është përsëritur në shumë laboratorë dhe gjithmonë janë marrë të njëjtat rezultate.

Për këtë eksperiment u përgatit një burim drite dhe një ekran me dy të çara. Burimi i dritës ishte një pajisje që "xhiroi" fotone në formën e pulseve të vetme.

Ecuria e eksperimentit u monitorua. Pas përfundimit të eksperimentit, në letrën fotografike që ndodhej pas të çarave ishin të dukshme dy vija vertikale. Bëhet fjalë për gjurmë fotonesh që kanë kaluar nëpër çarje dhe kanë ndriçuar letrën fotografike.

Kur ky eksperiment u përsërit automatikisht, pa ndërhyrjen njerëzore, fotografia në letrën fotografike ndryshoi:

Nëse studiuesi ndezi pajisjen dhe u largua, dhe pas 20 minutash u zhvillua letra fotografike, atëherë mbi të u gjetën jo dy, por shumë vija vertikale. Këto ishin gjurmë rrezatimi. Por vizatimi ishte ndryshe.

Struktura e gjurmës në letër fotografike i ngjante gjurmës së një vale që kalonte nëpër të çara.

Si rezultat fakt i thjeshtë vëzhgimi, vala zhduket dhe shndërrohet në grimca. Nëse nuk vëzhgoni, një gjurmë e valës shfaqet në letrën fotografike. Ky fenomen fizik quhet "Efekti i Vëzhguesit".

Të njëjtat rezultate u morën me grimcat e tjera. Eksperimentet u përsëritën shumë herë, por çdo herë ata i befasuan shkencëtarët. Kështu, u zbulua se në nivelin kuantik, materia reagon ndaj vëmendjes njerëzore. Kjo ishte e re në fizikë.

Sipas koncepteve të fizikës moderne, gjithçka materializohet nga zbrazëtia. Kjo zbrazëti quhet "fushë kuantike", "fushë zero" ose "matricë". Boshllëku përmban energji që mund të shndërrohet në materie.

Materia përbëhet nga energjia e përqendruar - ky është një zbulim themelor i fizikës së shekullit të 20-të.

Nuk ka pjesë të ngurta në një atom. Objektet përbëhen nga atomet. Por pse objektet janë të ngurta? Një gisht i vendosur kundër një muri me tulla nuk kalon nëpër të. Pse? Kjo është për shkak të dallimeve në karakteristikat e frekuencës së atomeve dhe ngarkesat elektrike. Çdo lloj atomi ka frekuencën e vet të dridhjeve. Kjo përcakton ndryshimet në vetitë fizike të objekteve. Nëse do të ishte e mundur të ndryshoni frekuencën e dridhjeve të atomeve që përbëjnë trupin, atëherë një person do të ishte në gjendje të ecë nëpër mure. Por frekuencat vibruese të atomeve të dorës dhe atomeve të murit janë afër. Prandaj, gishti mbështetet në mur.

Për çdo lloj ndërveprimi, është e nevojshme rezonanca e frekuencës.

Kjo është e lehtë për t'u kuptuar me një shembull të thjeshtë. Nëse ndriçoni një elektrik dore në një mur guri, drita do të bllokohet nga muri. Megjithatë, rrezatimi i celularit do të kalojë lehtësisht përmes këtij muri. Gjithçka ka të bëjë me ndryshimet në frekuenca midis rrezatimit të një elektrik dore dhe një telefoni celular. Ndërsa jeni duke lexuar këtë tekst, rryma të një shumëllojshmërie të gjerë rrezatimi po kalojnë nëpër trupin tuaj. Kjo rrezatimi kozmik, sinjale radio, sinjale miliona Telefonat celular, rrezatimi që vjen nga toka, rrezatim diellor, rrezatimi që krijohet Pajisjet e kështu me radhë.

Nuk e ndjen sepse mund të shohësh vetëm dritë dhe të dëgjosh vetëm zë. Edhe nëse uleni në heshtje me sytë e mbyllur, miliona biseda telefonike, foto të lajmeve televizive dhe mesazhe radiofonike kalojnë nëpër kokën tuaj. Ju nuk e perceptoni këtë, sepse nuk ka rezonancë frekuence midis atomeve që përbëjnë trupin tuaj dhe rrezatimit. Por nëse ka rezonancë, atëherë reagoni menjëherë. Për shembull, kur mendoni për një të dashur që sapo mendoi për ty. Çdo gjë në univers u bindet ligjeve të rezonancës.

Bota përbëhet nga energjia dhe informacioni. Ajnshtajni, pasi u mendua shumë për strukturën e botës, tha: "I vetmi realitet që ekziston në univers është fusha". Ashtu si valët janë krijim i detit, të gjitha manifestimet e materies: organizmat, planetët, yjet, galaktikat janë krijime të fushës.

Shtrohet pyetja: si krijohet materia nga një fushë? Cila forcë kontrollon lëvizjen e materies?

Hulumtimi i shkencëtarëve i çoi ata në një përgjigje të papritur. Krijuesi i fizikës kuantike Max Planck gjatë fjalimit të tij të pranimit Çmimi Nobël tha si vijon:

“Gjithçka në Univers është krijuar dhe ekziston falë forcës. Duhet të supozojmë se pas kësaj force qëndron një mendje e ndërgjegjshme, e cila është matrica e të gjithë materies”.

ÇËSHTJA KONTROLLOHET NGA VETËDIJA

Në kapërcyellin e shekujve 20 dhe 21, në fizikën teorike u shfaqën ide të reja që bëjnë të mundur shpjegimin veti të çuditshme grimcat elementare. Grimcat mund të shfaqen nga zbrazëtia dhe të zhduken papritur. Shkencëtarët pranojnë mundësinë e ekzistencës universet paralele. Ndoshta grimcat lëvizin nga një shtresë e universit në tjetrën. Të famshëm si Stephen Hawking, Edward Witten, Juan Maldacena, Leonard Susskind janë të përfshirë në zhvillimin e këtyre ideve.

Sipas ideve fizikës teorike- Universi i ngjan një kukull foleje, e cila përbëhet nga shumë kukulla fole - shtresa. Këto janë universe variante - Botë paralele. Ato pranë njëri-tjetrit janë shumë të ngjashme. Por sa më larg të jenë shtresat nga njëra-tjetra, aq më pak ngjashmëri ka mes tyre. Teorikisht, për të lëvizur nga një univers në tjetrin, nuk kërkohen anije kozmike. Të gjitha opsionet e mundshme të vendosura njëra brenda tjetrës. Këto ide u shprehën për herë të parë nga shkencëtarët në mesin e shekullit të 20-të. Në kapërcyellin e shekujve 20 dhe 21, ata morën konfirmimin matematikor. Sot, një informacion i tillë pranohet lehtësisht nga publiku. Sidoqoftë, nja dy qindra vjet më parë, për deklarata të tilla dikush mund të digjej në dru ose të shpallej i çmendur.

Gjithçka lind nga zbrazëtia. Gjithçka është në lëvizje. Objektet janë një iluzion. Materia përbëhet nga energjia. Gjithçka krijohet nga mendimi. Këto zbulime të fizikës kuantike nuk përmbajnë asgjë të re. E gjithë kjo ishte e njohur për të urtët e lashtë. Shumë mësime mistike, të cilat konsideroheshin sekrete dhe ishin të arritshme vetëm për iniciatorët, thoshin se nuk ka dallim midis mendimeve dhe objekteve.Gjithçka në botë është e mbushur me energji. Universi reagon ndaj mendimit. Energjia ndjek vëmendjen.

Ajo ku përqendroni vëmendjen tuaj fillon të ndryshojë. Këto mendime në formulime të ndryshme dhënë në Bibël, tekste të lashta gnostike, në mësimet mistike që u ngritën në Indi dhe Amerika Jugore. Ndërtuesit e piramidave të lashta e morën me mend këtë. Kjo njohuri është çelësi i teknologjive të reja që përdoren sot për të kontrolluar realitetin.

Trupi ynë është një fushë energjie, informacioni dhe inteligjence, në një gjendje shkëmbimi të vazhdueshëm dinamik me të mjedisi. Impulset e mendjes vazhdimisht, çdo sekondë, i japin trupit forma të reja për t'u përshtatur me kërkesat në ndryshim të jetës.

Nga pikëpamja e fizikës kuantike, tonë trup fizik nën ndikimin e mendjes sonë, ai është i aftë të bëjë një kërcim kuantik nga një epokë biologjike në tjetrën, pa kaluar nëpër të gjitha epokat e ndërmjetme. botuar

P.S. Dhe mbani mend, vetëm duke ndryshuar konsumin tuaj, ne po ndryshojmë botën së bashku! © econet

Askush në këtë botë nuk e kupton se çfarë është mekanika kuantike. Kjo është ndoshta gjëja më e rëndësishme që duhet të dini për të. Sigurisht, shumë fizikanë kanë mësuar të përdorin ligjet dhe madje të parashikojnë fenomene bazuar në llogaritjen kuantike. Por është ende e paqartë pse vëzhguesi i eksperimentit përcakton sjelljen e sistemit dhe e detyron atë të pranojë një nga dy gjendjet.

Këtu janë disa shembuj të eksperimenteve me rezultate që në mënyrë të pashmangshme do të ndryshojnë nën ndikimin e vëzhguesit. Ata tregojnë se mekanika kuantike praktikisht merret me ndërhyrjen e mendimit të vetëdijshëm në realitetin material.

Sot ka shumë interpretime të mekanikës kuantike, por interpretimi i Kopenhagës është ndoshta më i famshmi. Në vitet 1920, postulatet e saj të përgjithshme u formuluan nga Niels Bohr dhe Werner Heisenberg.

Interpretimi i Kopenhagës bazohet në funksionin e valës. Kjo funksioni matematik, që përmban informacion për të gjitha gjendjet e mundshme të një sistemi kuantik në të cilin ai ekziston njëkohësisht. Sipas Interpretimit të Kopenhagës, gjendja e një sistemi dhe pozicioni i tij në raport me gjendjet e tjera mund të përcaktohet vetëm me vëzhgim (funksioni i valës përdoret vetëm për të llogaritur matematikisht probabilitetin që sistemi të jetë në një gjendje ose në një tjetër).

Mund të themi se pas vëzhgimit, një sistem kuantik bëhet klasik dhe menjëherë pushon së ekzistuari në gjendje të ndryshme nga ajo në të cilën u vëzhgua. Ky përfundim gjeti kundërshtarët e tij (kujtoni të famshmin "Perëndia nuk luan zare" të Ajnshtajnit), por saktësia e llogaritjeve dhe e parashikimeve kishte ende efektin e tyre.

Megjithatë, numri i mbështetësve të Interpretimit të Kopenhagës është në rënie, dhe arsyeja kryesore Kjo është për shkak të kolapsit misterioz të menjëhershëm të funksionit të valës gjatë eksperimentit. I famshëm eksperiment mendimi Erwin Schrödinger me një mace të varfër duhet të demonstrojë absurditetin e këtij fenomeni. Le të kujtojmë detajet.

Brenda kutisë së zezë është ulur një mace e zezë dhe me të një shishkë me helm dhe një mekanizëm që mund të çlirojë helmin rastësisht. Për shembull, një atom radioaktiv mund të thyejë një flluskë gjatë kalbjes. Koha e saktë e zbërthimit atomik nuk dihet. Dihet vetëm gjysma e jetës, gjatë së cilës ndodh prishja me një probabilitet prej 50%.

Natyrisht, për një vëzhgues të jashtëm, macja brenda kutisë është në dy gjendje: ose është e gjallë, nëse gjithçka shkoi mirë, ose e vdekur, nëse ka ndodhur prishja dhe shishja është thyer. Të dyja këto gjendje përshkruhen nga funksioni i valës së maces, i cili ndryshon me kalimin e kohës.

Sa më shumë kohë të ketë kaluar, aq më shumë gjasa se zbërthimi radioaktiv ndodhi. Por sapo hapim kutinë, funksioni i valës shembet dhe menjëherë shohim rezultatet e këtij eksperimenti çnjerëzor.

Në fakt, derisa vëzhguesi të hapë kutinë, macja do të balancojë pafundësisht midis jetës dhe vdekjes, ose do të jetë e gjallë dhe e vdekur. Fati i tij mund të përcaktohet vetëm nga veprimet e vëzhguesit. Schrödinger e vuri në dukje këtë absurditet.

Sipas sondazhit fizikantë të famshëm Sipas The New York Times, eksperimenti i difraksionit të elektroneve është një nga studimet më të mahnitshme në historinë e shkencës. Cila është natyra e saj? Ekziston një burim që lëshon një rreze elektronesh në një ekran të ndjeshëm ndaj dritës. Dhe ka një pengesë në rrugën e këtyre elektroneve, një pllakë bakri me dy të çara.

Çfarë lloj fotografie mund të presim në ekran nëse elektronet zakonisht na shfaqen si topa të vegjël të ngarkuar? Dy vija përballë vrimave në pllakën e bakrit. Por në fakt, në ekran shfaqet një model shumë më kompleks i shiritave të bardhë dhe të zinj të alternuar. Kjo për faktin se kur kalojnë nëpër një çarje, elektronet fillojnë të sillen jo vetëm si grimca, por edhe si valë (fotonet ose grimcat e tjera të lehta që mund të jenë valë në të njëjtën kohë sillen në të njëjtën mënyrë).

Këto valë ndërveprojnë në hapësirë, duke u përplasur dhe përforcuar njëra-tjetrën, dhe si rezultat një model kompleks i dritës alternative dhe vija të errëta shfaqet në ekran. Në të njëjtën kohë, rezultati i këtij eksperimenti nuk ndryshon edhe nëse elektronet kalojnë njëri pas tjetrit - edhe një grimcë mund të jetë valë dhe të kalojë nëpër dy çarje njëkohësisht. Ky postulat ishte një nga më kryesorët në interpretimin e Kopenhagës të mekanikës kuantike, kur grimcat mund të demonstrojnë njëkohësisht "të zakonshmen" e tyre. vetitë fizike dhe vetitë ekzotike si vala.

Por çfarë ndodh me vëzhguesin? Është ai që e bën edhe më konfuz këtë histori konfuze. Kur fizikanët, gjatë eksperimenteve të ngjashme, u përpoqën të përcaktonin me ndihmën e instrumenteve se në cilën çarje kaloi elektroni, fotografia në ekran ndryshoi në mënyrë dramatike dhe u bë "klasike": me dy seksione të ndriçuara pikërisht përballë të çarave, pa asnjë shirit të alternuar.

Elektronet dukeshin ngurrues për të zbuluar natyrën e tyre valore para syrit vigjilent të vëzhguesve. Duket si një mister i mbështjellë në errësirë. Por ka një shpjegim më të thjeshtë: monitorimi i sistemit nuk mund të kryhet pa ndikimi fizik tek ajo. Këtë do ta diskutojmë më vonë.

2. Fullerenet e nxehta

Eksperimentet mbi difraksionin e grimcave u kryen jo vetëm me elektrone, por edhe me objekte të tjera, shumë më të mëdha. Për shembull, u përdorën fullerene, molekula të mëdha dhe të mbyllura të përbëra nga disa dhjetëra atome karboni. Kohët e fundit një grup shkencëtarësh nga Universiteti i Vjenës nën udhëheqjen e profesor Zeilinger u përpoq të përfshinte një element vëzhgimi në këto eksperimente. Për ta bërë këtë, ata rrezatuan molekulat lëvizëse të fullerenit me rreze lazer. Më pas, të ngrohura nga një burim i jashtëm, molekulat filluan të shkëlqejnë dhe në mënyrë të pashmangshme të shfaqin praninë e tyre tek vëzhguesi.

Së bashku me këtë risi, edhe sjellja e molekulave ndryshoi. Përpara se të fillonin vëzhgime të tilla gjithëpërfshirëse, fullerenet ishin mjaft të suksesshëm në shmangien e pengesave (duke shfaqur vetitë e valës), ngjashëm me shembullin e mëparshëm me elektronet që godasin ekranin. Por me praninë e një vëzhguesi, fullerenet filluan të silleshin si grimca fizike plotësisht që i binden ligjit.

3. Dimensioni i ftohjes

Një nga ligjet më të famshme në botën e fizikës kuantike është parimi i pasigurisë së Heisenberg, sipas të cilit është e pamundur të përcaktohet shpejtësia dhe pozicioni i një objekti kuantik në të njëjtën kohë. Sa më saktë të matim momentin e një grimce, aq më pak saktë mund të matim pozicionin e saj. Megjithatë, në makroskopinë tonë botën reale vlefshmëria ligjet kuantike veprimi mbi grimcat e vogla zakonisht kalon pa u vënë re.

Eksperimentet e fundit të profesor Schwab nga SHBA-të japin një kontribut mjaft të vlefshëm në këtë fushë. Efektet kuantike në këto eksperimente u demonstruan jo në nivelin e elektroneve ose molekulave të fullerenit (diametri i përafërt i të cilave është 1 nm), por në objekte më të mëdha, një rrip i vogël alumini. Kjo shirit u fiksua në të dy anët në mënyrë që mesi i saj të pezullohej dhe të mund të vibronte nën ndikimin e jashtëm. Për më tepër, afër u vendos një pajisje që mund të regjistronte me saktësi pozicionin e shiritit. Eksperimenti zbuloi disa gjëra interesante. Së pari, çdo matje që lidhej me pozicionin e objektit dhe vëzhgimi i shiritit ndikoi në të pas çdo matjeje, pozicioni i shiritit ndryshonte.

Eksperimentuesit përcaktuan koordinatat e shiritit me saktësi të lartë, dhe kështu, në përputhje me parimin e Heisenberg, ndryshuan shpejtësinë e tij, dhe për rrjedhojë pozicionin e tij pasues. Së dyti, dhe krejt papritur, disa matje çuan në ftohjen e shiritit. Pra, vëzhguesi mund të ndryshojë karakteristikat fizike objektet nga prania e tyre e thjeshtë.

4. Ngrirja e grimcave

Siç dihet, e paqëndrueshme grimcat radioaktive shpërbëhen jo vetëm në eksperimentet me macet, por edhe vetë. Çdo grimcë ka një jetëgjatësi mesatare, e cila, siç rezulton, mund të rritet nën syrin vigjilent të një vëzhguesi. Ky efekt kuantik u parashikua në vitet '60 dhe prova e tij e shkëlqyer eksperimentale u shfaq në një punim të botuar nga një grup i udhëhequr nga laureat i Nobelit në fizikë nga Wolfgang Ketterle i Institutit të Teknologjisë në Massachusetts.

Në këtë punë, prishja e të paqëndrueshme atomet e ngacmuara rubidiumi Menjëherë pas përgatitjes së sistemit, atomet u ngacmuan duke përdorur një rreze lazer. Vëzhgimi u zhvillua në dy mënyra: i vazhdueshëm (sistemi ishte vazhdimisht i ekspozuar ndaj pulseve të vogla të dritës) dhe pulsues (sistemi rrezatohej herë pas here me impulse më të fuqishme).

Rezultatet e marra ishin plotësisht në përputhje me parashikimet teorike. Efektet e jashtme të dritës ngadalësojnë prishjen e grimcave, duke i kthyer ato në gjendjen e tyre origjinale, e cila është larg nga gjendja e kalbjes. Madhësia e këtij efekti ishte gjithashtu në përputhje me parashikimet. Afati maksimal ekzistenca e atomeve të paqëndrueshme të ngacmuara të rubidiumit u rrit 30 herë.

5. Mekanika kuantike dhe vetëdija

Elektronet dhe fullerenet pushojnë së shfaquri vetitë e tyre valore, pllakat e aluminit ftohen dhe grimcat e paqëndrueshme ngadalësojnë prishjen e tyre. Syri vigjilent i vëzhguesit fjalë për fjalë ndryshon botën. Pse kjo nuk mund të jetë provë e përfshirjes së mendjeve tona në funksionimin e botës? Mbase Carl Jung dhe Wolfgang Pauli (fizikan austriak, fitues i çmimit Nobel, pionier i mekanikës kuantike) kishin të drejtë, në fund të fundit, kur thanë se ligjet e fizikës dhe ndërgjegjes duheshin parë si plotësuese të njëra-tjetrës?

Jemi një hap larg nga të kuptuarit se bota rreth nesh është thjesht një produkt iluziv i mendjes sonë. Ideja është e frikshme dhe joshëse. Le të përpiqemi t'u drejtohemi përsëri fizikantëve. Vecanerisht ne vitet e fundit, kur gjithnjë e më pak njerëz besojnë se interpretimi i Kopenhagës i mekanikës kuantike me funksionin e saj misterioz valor shembet, duke u kthyer në dekoherencën më të zakonshme dhe të besueshme.

Çështja është se në të gjitha këto eksperimente vëzhguese, eksperimentuesit ndikuan në mënyrë të pashmangshme në sistem. E ndezën me lazer dhe e vendosën instrumente matëse. Ata ndanë një parim të rëndësishëm: nuk mund të vëzhgosh një sistem ose të matësh vetitë e tij pa ndërvepruar me të. Çdo ndërveprim është një proces i modifikimit të vetive. Sidomos kur një sistem i vogël kuantik është i ekspozuar ndaj objekteve kuantike kolosale. Një vëzhgues budist përjetësisht neutral është i pamundur në parim. Këtu hyn në lojë termi "dekoherencë", i cili është i pakthyeshëm nga pikëpamja termodinamike: vetitë kuantike sistemet ndryshojnë kur ndërveprojnë me një sistem tjetër më të madh.

Gjatë këtij ndërveprimi, sistemi kuantik humbet vetitë e tij origjinale dhe bëhet klasik, sikur "i bindet" sistem i madh. Kjo shpjegon paradoksin e maces së Schrödinger-it: një mace është shumë sistem i madh, kështu që nuk mund të izolohet nga pjesa tjetër e botës. Vetë dizajni i këtij eksperimenti të mendimit nuk është plotësisht i saktë.

Në çdo rast, nëse supozojmë realitetin e aktit të krijimit nga vetëdija, dekoherenca duket të jetë një qasje shumë më e përshtatshme. Ndoshta edhe shumë i përshtatshëm. Me këtë qasje, e gjithë bota klasike bëhet një pasojë e madhe e dekoherencës. Dhe si autor i një prej më libra të famshëm në këtë fushë, një qasje e tillë logjikisht çon në deklarata si "nuk ka grimca në botë" ose "nuk ka kohë në një nivel themelor".

Cila është e vërteta: krijuesi-vëzhgues apo dekoherenca e fuqishme? Duhet të zgjedhim mes dy të këqijave. Megjithatë, shkencëtarët janë gjithnjë e më shumë të bindur se efektet kuantike janë një manifestim i jona proceset mendore. Dhe ku mbaron vëzhgimi dhe fillon realiteti varet nga secili prej nesh.

• Përkthimi

Sipas Owen Maroney, një fizikan në Universiteti i Oksfordit, që nga ardhja e teorisë kuantike në vitet 1900, të gjithë kanë folur për çuditshmërinë e kësaj teorie. Si lejon që grimcat dhe atomet të lëvizin në drejtime të shumta në të njëjtën kohë, ose të rrotullohen në të njëjtën kohë në drejtim të akrepave të orës dhe në të kundërt. Por fjalët nuk mund të vërtetojnë asgjë. "Nëse i themi publikut se teoria kuantike është shumë e çuditshme, ne duhet ta testojmë këtë pretendim në mënyrë eksperimentale," thotë Maroney. "Përndryshe, ne nuk po bëjmë shkencë, por po flasim për të gjitha llojet e gërvishtjeve në tabelë."

Kjo është ajo që i dha Maroney-t dhe kolegëve të tij idenë për të zhvilluar seri e re eksperimente për të zbuluar thelbin e funksionit të valës - entitetin misterioz që qëndron në themel të çuditshmërive kuantike. Në letër, funksioni i valës është i thjeshtë objekt matematikor, e shënuar me shkronjën psi (Ψ) (një nga ato squiggles), dhe përdoret për të përshkruar sjelljen kuantike të grimcave. Në varësi të eksperimentit, funksioni i valës i lejon shkencëtarët të llogarisin probabilitetin e shikimit të një elektroni në një vend të caktuar, ose shanset që rrotullimi i tij të jetë i orientuar lart ose poshtë. Por matematika nuk ju tregon se çfarë është në të vërtetë një funksion valor. A është diçka fizike? Apo thjesht një mjet llogaritës për t'u marrë me injorancën e vëzhguesit për botën reale?

Testet e përdorura për t'iu përgjigjur pyetjes janë shumë delikate dhe ende nuk kanë dhënë një përgjigje përfundimtare. Por studiuesit janë optimistë se fundi është afër. Dhe më në fund ata do të jenë në gjendje t'u përgjigjen pyetjeve që i kanë munduar të gjithë për dekada të tëra. A mund të jetë vërtet një grimcë në shumë vende në të njëjtën kohë? A ndahet Universi vazhdimisht në botë paralele, në secilën prej të cilave ekziston e jona? version alternativ? A ekziston diçka që quhet "realitet objektiv"?

"Të gjithë kanë këto lloj pyetjesh herët a vonë," thotë Alessandro Fedricci, një fizikant në Universitetin e Queensland (Australi). "Çfarë është në të vërtetë e vërtetë?"

Mosmarrëveshjet për thelbin e realitetit filluan kur fizikanët zbuluan se një valë dhe një grimcë janë vetëm dy anët e së njëjtës monedhë. Shembull klasik– një eksperiment me dy çarje, ku elektronet individuale qëllohen në një barrierë që ka dy çarje: elektroni sillet sikur po kalon nëpër dy çarje në të njëjtën kohë, duke krijuar një model interference me shirita në anën tjetër të tij. Në vitin 1926, fizikani austriak Erwin Schrödinger doli me një funksion valor për të përshkruar këtë sjellje dhe nxori një ekuacion që mund të llogaritet për çdo situatë. Por as ai dhe askush tjetër nuk mund të thoshte asgjë për natyrën e këtij funksioni.

Hiri në injorancë

ME pikë praktike Nga pikëpamja, natyra e saj nuk është e rëndësishme. Interpretimi i Kopenhagës i teorisë kuantike, i krijuar në vitet 1920 nga Niels Bohr dhe Werner Heisenberg, përdor funksionin e valës thjesht si një mjet për parashikimin e rezultateve të vëzhgimeve, pa pasur nevojë të mendojë se çfarë po ndodh në realitet. Ju nuk mund t'i fajësoni fizikanët për këtë sjellje 'të mbyllni gojën dhe të numëroni', sepse ajo ka çuar në përparime të rëndësishme në ato bërthamore dhe fizika atomike, fizikë të ngurta dhe fizika e grimcave”, thotë Jean Bricmont, një fizikant statistikor në Universitetin Katolik të Belgjikës. "Kështu që njerëzit këshillohen të mos shqetësohen për çështje themelore."

Por disa janë ende të shqetësuar. Në vitet 1930, Ajnshtajni kishte refuzuar interpretimin e Kopenhagës, jo vetëm sepse lejonte dy grimca të ndërthurnin funksionet e tyre valore, duke çuar në një situatë në të cilën matjet e njërës mund të jepnin menjëherë gjendjen e tjetrës, edhe nëse ato ndaheshin nga distanca të mëdha. distanca. Për të mos u pajtuar me këtë "ndërveprim të frikshëm në distancë", Ajnshtajni preferoi të besonte se funksionet valore të grimcave ishin të paplota. Ai tha se është e mundur që grimcat të kenë disa variabla të fshehura që përcaktojnë rezultatin e një matjeje që nuk janë vënë re nga teoria kuantike.

Eksperimentet që atëherë kanë demonstruar funksionalitetin e ndërveprimit të frikshëm në distancë, i cili hedh poshtë konceptin e variablave të fshehur. por kjo nuk i pengoi fizikanët e tjerë që t'i interpretonin ato në mënyrën e tyre. Këto interpretime ndahen në dy kampe. Disa pajtohen me Ajnshtajnin se funksioni i valës pasqyron injorancën tonë. Këto janë ato që filozofët i quajnë modele psi-epistemike. Dhe të tjerët e shohin funksionin e valës si një gjë reale - modelet psi-ontike.

Për të kuptuar ndryshimin, le të imagjinojmë eksperimentin e mendimit të Shrodingerit, të cilin ai e përshkroi në një letër drejtuar Ajnshtajnit të vitit 1935. Macja është në një kuti çeliku. Kutia përmban mostrën material radioaktiv, e cila ka një shans 50% për të lëshuar një produkt të kalbjes në një orë, dhe një pajisje që helmon macen nëse zbulohet ky produkt. Meqenëse prishja radioaktive është një ngjarje niveli kuantik, shkruan Schrödinger, rregullat e teorisë kuantike thonë se në fund të orës funksioni valor i brendësisë së kutisë duhet të jetë një përzierje e një maceje të vdekur dhe të gjallë.

"Përafërsisht," e thotë Fedricci butë, "në modelin psi-epistemik, macja në kuti është ose e gjallë ose e vdekur, dhe ne thjesht nuk e dimë këtë sepse kutia është e mbyllur". Dhe në shumicën e modeleve psionike ka një marrëveshje me interpretimin e Kopenhagës: derisa vëzhguesi të hapë kutinë, macja do të jetë e gjallë dhe e vdekur.

Por këtu mosmarrëveshja arrin në një rrugë pa krye. Cili interpretim është i vërtetë? Kjo pyetje është e vështirë për t'iu përgjigjur eksperimentalisht, sepse ndryshimet midis modeleve janë shumë delikate. Ata në thelb duhet të parashikojnë të njëjtin fenomen kuantik si shumë të suksesshëm Interpretimi i Kopenhagës. Andrew White, një fizikant në Universitetin e Queensland, thotë se gjatë karrierës së tij 20-vjeçare në teknologjinë kuantike, "ky problem ishte si një mal i madh i lëmuar pa parvaz që nuk mund t'i afroheshe".

Gjithçka ndryshoi në vitin 2011, me publikimin e teoremës së matjes kuantike, e cila dukej se eliminonte qasjen e "funksionit të valës si injorancë". Por pas shqyrtimit më të afërt doli se kjo teoremë lë hapësirë ​​të mjaftueshme për manovrimin e tyre. Megjithatë, ajo ka frymëzuar fizikanët që të mendojnë seriozisht për mënyrat për të zgjidhur mosmarrëveshjen duke testuar realitetin e funksionit të valës. Maroney kishte projektuar tashmë një eksperiment që funksionoi në parim, dhe ai dhe kolegët e tij shpejt gjetën një mënyrë për ta bërë atë të funksionojë në praktikë. Eksperimenti u krye vitin e kaluar nga Fedrici, White dhe të tjerë.

Për të kuptuar idenë e testit, imagjinoni dy kuverta letrash. Njëri ka vetëm të kuqtë, tjetri vetëm ase. "Ju jepet një kartë dhe ju kërkohet të identifikoni se nga cila kuvertë vjen", thotë Martin Ringbauer, një fizikant në të njëjtin universitet. Nëse është një as i kuq, "do të ketë një kryqëzim dhe nuk mund ta thuash me siguri". Por nëse e dini sa letra ka në çdo kuvertë, mund të llogarisni se sa shpesh do të lindë kjo situatë e paqartë.

Fizika në rrezik

E njëjta paqartësi ndodh në sistemet kuantike. Nuk është gjithmonë e mundur të zbulohet, për shembull, sa i polarizuar është një foton me një matje. "Në jetën reale, është e lehtë të dallosh midis perëndimit dhe një drejtimi në jug të perëndimit, por në sistemet kuantike nuk është aq e lehtë," thotë White. Sipas interpretimit standard të Kopenhagës, nuk ka kuptim të pyesësh për polarizimin, pasi pyetja nuk ka përgjigje - derisa një matje tjetër të përcaktojë saktësisht përgjigjen. Por sipas modelit të funksionit të valës-si-injorancë, pyetja ka kuptim - është thjesht se eksperimentit, si ai me kuvertën e letrave, i mungon informacioni. Ashtu si me hartat, është e mundur të parashikohet se sa situata të paqarta mund të shpjegohen nga një injorancë e tillë dhe të krahasohen me sasi e madhe situata të paqarta të zgjidhura nga teoria standarde.

Kjo është pikërisht ajo që testuan Fedrici dhe ekipi i tij. Ekipi mati polarizimin dhe vetitë e tjera në rrezen e fotonit dhe gjeti nivele të kryqëzimit që nuk mund të shpjegoheshin nga modelet e "injorancës". Rezultati mbështet teori alternative– nëse ekziston realiteti objektiv, atëherë ekziston edhe funksioni valor. “Është mbresëlënëse që ekipi ishte në gjendje të zgjidhte një problem kaq kompleks me një eksperiment kaq të thjeshtë”, thotë Andrea Alberti, një fizikan në Universitetin e Bonit në Gjermani.

Përfundimi nuk është vendosur ende në gur: meqenëse detektorët kapën vetëm një të pestën e fotoneve të përdorura në provë, ne duhet të supozojmë se fotonet e humbura silleshin në të njëjtën mënyrë. Ky është një supozim i fortë dhe ekipi tani po punon për të reduktuar humbjet dhe për të prodhuar një rezultat më përfundimtar. Ndërkohë, ekipi i Maroney në Oksford po punon me Universitetin e Uellsit të Ri Jugor në Australi për të përsëritur eksperimentin me jone që janë më të lehtë për t'u gjurmuar. "Në gjashtë muajt e ardhshëm do të kemi një version përfundimtar të këtij eksperimenti," thotë Maroney.

Por edhe nëse janë të suksesshme dhe modelet e “funksionit të valës si realitet” fitojnë, atëherë edhe këto modele kanë variante të ndryshme. Eksperimentuesit do të duhet të zgjedhin një prej tyre.

Një nga interpretimet më të hershme u bë në vitet 1920 nga francezi Louis de Broglie dhe u zgjerua në vitet 1950 nga amerikani David Bohm. Sipas modeleve Broglie-Bohm, grimcat kanë një vendndodhje dhe veti specifike, por ato drejtohen nga një "valë pilot" e caktuar, e cila përcaktohet si një funksion valor. Kjo shpjegon eksperimentin me çarje të dyfishtë, pasi vala pilot mund të kalojë nëpër të dy çarjet dhe të prodhojë një model ndërhyrje, megjithëse vetë elektroni, i tërhequr prej tij, kalon vetëm nëpër njërën nga dy çarjet.

Në vitin 2005, ky model mori mbështetje të papritur. Fizikanët Emmanuel Fort, tani në Institutin Langevin në Paris, dhe Yves Caudier i Universitetit të Parisit Diderot, u dhanë studentëve atë që ata mendonin se ishte një problem i thjeshtë: ngritën një eksperiment në të cilin pikat e vajit që binin në një tabaka do të bashkoheshin për shkak të dridhjeve të tabaka. Për habinë e të gjithëve, valët filluan të formoheshin rreth pikave, ndërsa tabaka vibronte në një frekuencë të caktuar. "Pikat filluan të lëvizin në mënyrë të pavarur në valët e tyre," thotë Fort. "Ishte një objekt i dyfishtë - një grimcë e tërhequr nga një valë."

Forth dhe Caudier kanë treguar që atëherë se valë të tilla mund të kryejnë grimcat e tyre në një eksperiment me çarje të dyfishtë saktësisht siç parashikon teoria e valëve pilot, dhe mund të riprodhojnë efekte të tjera kuantike. Por kjo nuk vërteton ekzistencën e valëve pilot në botën kuantike. “Na u tha se efekte të tilla në fizikës klasike e pamundur”, thotë Fort. "Dhe këtu ne treguam atë që është e mundur."

Një grup tjetër modelesh të bazuara në realitet, i zhvilluar në vitet 1980, përpiqet të shpjegojë dallimet e mëdha në vetitë midis objekteve të mëdha dhe të vogla. "Pse elektronet dhe atomet mund të jenë në dy vende njëherësh, por tavolinat, karriget, njerëzit dhe macet nuk munden," thotë Angelo Basi, një fizikant në Universitetin e Triestes (Itali). Të njohura si "modelet e kolapsit", këto teori thonë se funksionet valore të grimcave individuale janë reale, por mund të humbasin vetitë e tyre kuantike dhe ta detyrojnë grimcën në një pozicion specifik në hapësirë. Modelet janë krijuar në mënyrë që shanset për një kolaps të tillë të jenë jashtëzakonisht të vogla për një grimcë individuale, në mënyrë që efektet kuantike të dominojnë në nivelin atomik. Por probabiliteti i kolapsit rritet me shpejtësi kur grimcat bashkohen dhe objektet makroskopike humbasin plotësisht vetitë e tyre kuantike dhe sillen sipas ligjeve të fizikës klasike.

Një mënyrë për ta kontrolluar këtë është të kërkoni për efekte kuantike objekte të mëdha. Nëse teoria standarde kuantike është e saktë, atëherë nuk ka kufi në madhësi. Dhe fizikantët kanë kryer tashmë një eksperiment me çarje të dyfishtë duke përdorur molekula të mëdha. Por nëse modelet e kolapsit janë të sakta, atëherë efektet kuantike nuk do të jenë të dukshme mbi një masë të caktuar. Grupe të ndryshme Ata planifikojnë të kërkojnë për këtë masë duke përdorur atome të ftohta, molekula, grupime metalike dhe nanogrimca. Ata shpresojnë të zbulojnë rezultate në dhjetë vitet e ardhshme. “Ajo që është interesante me këto eksperimente është se ne do t'i nënshtrohemi teoria kuantike teste të sakta ku ende nuk është testuar”, thotë Maroney.

Botë paralele

Një model i "funksionit të valës si realitet" është tashmë i njohur dhe i dashur nga shkrimtarët e fantashkencës. Ky është një interpretim i shumë botëve i zhvilluar në vitet 1950 nga Hugh Everett, i cili ishte student në atë kohë Universiteti Princeton në Nju Xhersi. Në këtë model, funksioni i valës përcakton aq fuqishëm zhvillimin e realitetit saqë me çdo matje kuantike Universi ndahet në botë paralele. Me fjalë të tjera, kur hapim një kuti me një mace, ne lindim dy Universe - njëri me një mace të ngordhur dhe tjetri me një të gjallë.

Është e vështirë të ndash këtë interpretim nga teoria standarde kuantike sepse parashikimet e tyre janë të njëjta. Por vitin e kaluar, Howard Wiseman nga Universiteti Griffith në Brisbane dhe kolegët e tij propozuan një model të testueshëm të multiversit. Nuk ka asnjë funksion valor në modelin e tyre - grimcat i binden fizikës klasike, ligjeve të Njutonit. Dhe efektet e çuditshme të botës kuantike shfaqen sepse ka forca refuzuese midis grimcave dhe kloneve të tyre në universet paralele. "Forca refuzuese midis tyre krijon valë që përhapen në të gjithë botët paralele," thotë Wiseman.

Duke përdorur simulimi kompjuterik, në të cilin ndërvepruan 41 universe, ata treguan se modeli përafërsisht riprodhon disa efektet kuantike, duke përfshirë trajektoret e grimcave në eksperimentin me çarje të dyfishtë. Ndërsa numri i botëve rritet, modeli i ndërhyrjes priret në atë real. Meqenëse parashikimet e teorisë ndryshojnë në varësi të numrit të botëve, thotë Wiseman, është e mundur të testohet nëse modeli i multiversitetit është i saktë - domethënë që nuk ka funksion valor dhe se realiteti funksionon sipas ligjeve klasike.

Meqenëse funksioni i valës nuk është i nevojshëm në këtë model, ai do të mbetet i zbatueshëm edhe nëse eksperimentet e ardhshme përjashtojnë modelet e "injorancës". Përveç tij, modele të tjera do të mbijetojnë, për shembull, interpretimi i Kopenhagës, i cili argumenton se nuk ka realitet objektiv, por vetëm përllogaritje.

Por atëherë, thotë White, kjo pyetje do të bëhet objekt studimi. Dhe ndërsa askush nuk e di se si ta bëjë këtë ende, "ajo që do të ishte vërtet interesante është të zhvillojmë një test që teston nëse kemi edhe një realitet objektiv."

Për shumë njerëz, fizika duket kaq e largët dhe konfuze, dhe fizika kuantike edhe më shumë. Por unë dua të hap velin e kësaj për ju sekret i madh, sepse në realitet gjithçka rezulton e çuditshme, por e zbërthyer.

Dhe gjithashtu fizika kuantike - artikull i madh për të folur me njerëz të zgjuar.

Fizika kuantike u bë e lehtë

Së pari ju duhet të vizatoni një në kokën tuaj linjë e madhe midis mikrobotës dhe makrobotës, sepse këto botë janë krejtësisht të ndryshme. Gjithçka që dini për hapësirën me të cilën jeni njohur dhe objektet në të është e rreme dhe e papranueshme në fizikën kuantike.

Në fakt, mikrogrimcat nuk kanë as shpejtësi dhe as një pozicion specifik derisa shkencëtarët t'i shikojnë ato. Kjo deklaratë na duket thjesht absurde, kështu i është dukur Albert Ajnshtajnit, por madje fizikant i madh u tërhoq.

Fakti është se hulumtimi ka vërtetuar se nëse shikoni një herë në një grimcë që zinte një pozicion të caktuar, dhe pastaj ktheni shpinën dhe shikoni përsëri, do të shihni se kjo grimcë tashmë ka marrë një pozicion krejtësisht të ndryshëm.

Këto grimca të liga

Gjithçka duket e thjeshtë, por kur shikojmë të njëjtën grimcë, ajo qëndron ende. Kjo do të thotë, këto grimca lëvizin vetëm kur ne nuk mund ta shohim atë.

Thelbi është se çdo grimcë (sipas teorisë së probabilitetit) ka një shkallë probabiliteti për të qenë në një pozicion ose në një tjetër. Dhe kur kthehemi dhe kthehemi përsëri, ne mund ta kapim grimcën në cilindo nga pozicionet e saj të mundshme pikërisht sipas shkallës së probabilitetit.

Sipas studimit, grimca u kërkua në vende te ndryshme, pastaj ndaloi së shikuari atë dhe më pas e shikoi përsëri për të parë se si ndryshoi pozicioni i saj. Rezultati ishte thjesht mahnitës. Duke përmbledhur, shkencëtarët ishin vërtet në gjendje të krijonin një shkallë probabiliteti ku mund të vendosej kjo apo ajo grimcë.

Për shembull, një neutron ka aftësinë të jetë në tre pozicione. Pas kryerjes së hulumtimit, mund të zbuloni se në pozicionin e parë do të jetë me një probabilitet prej 15%, në të dytën - 60%, në të tretën - 25%.

Askush nuk ka qenë ende në gjendje ta përgënjeshtrojë këtë teori, kështu që është, çuditërisht, më e sakta.

Macroworld dhe microworld

Nëse marrim një objekt nga makrokozmosi, do të shohim se edhe ai ka një shkallë probabiliteti, por është krejtësisht ndryshe. Për shembull, probabiliteti që të largoheni dhe të gjeni telefonin tuaj në anën tjetër të botës është pothuajse zero, por ende ekziston.

Atëherë lind pyetja: si nuk janë regjistruar ende raste të tilla? Kjo shpjegohet me faktin se probabiliteti është aq i vogël sa njerëzimi do të duhet të presë aq vite sa planeti ynë dhe i gjithë universi nuk kanë jetuar ende për të parë një ngjarje të tillë. Rezulton se telefoni juaj ka pothuajse 100% të ngjarë të përfundojë pikërisht aty ku e keni parë.

Tuneli kuantik

Nga këtu mund të vijmë te koncepti i tunelit kuantik. Ky është koncepti i kalimit gradual të një objekti (për ta thënë shumë përafërsisht) në një vend krejtësisht të ndryshëm pa asnjë ndikim të jashtëm.

Kjo do të thotë, gjithçka mund të fillojë me një neutron, i cili në një moment të mirë do të bjerë në atë probabilitet pothuajse zero për të qenë në një vend krejtësisht tjetër, dhe më shumë neutrone do të vendoset në një vend tjetër, aq më e lartë bëhet probabiliteti.

Sigurisht, një tranzicion i tillë do të zgjasë aq shumë vite sa planeti ynë nuk ka jetuar ende, por, sipas teorisë së fizikës kuantike, tunelizimi kuantik zhvillohet.

Lexoni gjithashtu:

Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Karakteristikat e elementit të karbonit dhe vetitë kimike