Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


 вантовый прорыв




¬ последние годы по€вились экспериментальные данные, подвод€щие серьезный научный базис под все рассмотренные €влени€. –ечь идет об экспериментальном обосновании так называемого парадокса Ёйнштейна Ч ѕодольского Ч –озена (Ёѕ–).  ак известно, великий Ёйнштейн до конца жизни не мог прин€ть квантовую механику. ќна казалась ему слишком формальным упрощением действительности. ќн сетовал: "я п€тьдес€т лет размышл€ю о том, что такое световой квант, и не могу этого пон€ть, а сейчас в университетах каждый “ом думает, что он это знает, но он ошибаетс€". Ёйнштейн никак не мог миритьс€ с веро€тностным принципом, лежащим в основе квантовой механики. ≈му очень не хотелось тер€ть определенность и истину. "Ѕог не играет в кости", Ч говорил он. Ёйнштейн называл квантовую механику абсурдной. ќн считал, что физики просто пока

не знают значении некоторых скрытых переменных, которые бы позволили уйти от неопределенности. ќппонировал ему Ќильс Ѕор, который считал, что веро€тностный характер предсказаний квантовой механики принципиально не устраним, Ёйнштейн был не одинок в своем убеждении (мало кому хотелось тер€ть веру в существование объективной реальности).

¬ частности, из законов квантовой механики следует, что никакие две частицы, принадлежащие одной квантовой системе, не могут иметь одинаковые значени€ квантовых чисел. ѕоэтому, если атом испускает два фотона, их пол€ризаци€ всегда будет различна. “еперь представим, сказал Ёйнштейн, что эти фотоны разлетаютс€ в разные стороны и на один из фотонов оказано воздействие, мен€ющее его пол€ризацию. Ќо ведь фотоны принадлежат одной квантовой системе! «начит, пол€ризаци€ второго фотона должна мгновенно изменитьс€, даже если он находитс€ в другой части ¬селенной! Ќо ведь это и есть бесконтактное взаимодействие Ч телепати€, телепортаци€! "Ќо это невозможно в природе", Ч за€вл€л Ёйнштейн. ѕозднее физики ѕодольский и –озен развили теорию этого парадокса, и он получил название Ёѕ–-парадокс, в течение многих дес€тилетий остава€сь загадкой квантовой механики.

«начительно позже, в 60-е годы, ƒжон Ѕелл размышл€л над Ёѕ–-парадоксом. ќн придумал, как положить конец этому бесконечному спору физиков, который начали Ѕор и Ёйнштейн. ќсновыва€сь на аргументах Ёѕ–, он формализовал этот спор в виде некоторого неравенства, которое назвали теоремой Ѕелла. ќсталось дело за малым Ч как всегда, провести эксперимент. ≈сли в эксперименте неравенство Ѕелла подтверждалось, то прав был Ёйнштейн, если нет, то Ѕор. “ехнически такой эксперимент в 60-е годы провести было невозможно. Ќо по крайней мере теперь уже точно известно, что провер€ть, что даст эта проверка и что подобный эксперимент принципиально возможен.

¬ 1982 г. научный мир был взволнован сообщением об экспериментальном подтверждении эффекта Ёѕ–. »сследовательска€ группа под руководством јлена јспек (Alain Aspect) при университете в ѕариже представила эксперимент, который может оказатьс€ одним из самых значительных в XX веке. јспек и его группа обнаружили, что в определенных услови€х элементарные частицы, например электроны, способны мгновенно сообщатьс€ друг с другом независимо от рассто€ни€ между ними. Ќе имеет значени€, 10 футов между ними или 10 миллиардов миль.  аким-то образом кажда€ частица всегда знает, что делает друга€. ѕроблема этого открыти€ состоит в том, что оно нарушает постулат Ёйнштейна о предельной скорости распространени€ взаимодействи€, равной скорости света. ѕоскольку путешествие быстрее скорости света равносильно преодолению временного Ч барьера, эта пугающа€ перспектива заставила некоторых физиков пытатьс€ объ€снить опыты јспека сложными обходными пут€ми.

–езультат не вызывал сомнений, потому что его подтвердили ученые из трех различных научных центров: јнтон ÷айлингер из австрийского »нсбрука, ‘ранческо ћартини из –има и ƒжеф  имбл из  алифорнии, “ехнически это суперсложный эксперимент. ƒлительность каждого светового импульса равн€лась секунде умноженной на 10"15! –азумом представить этот отрезок невозможно. Ќо вы€снилось, что в каждом четвертом случае свойства фотонов от источника ј совпадали со свойствами фотонов от источника ¬. Ёто и есть телепортаци€ с веро€тностью 25%, что и было предсказано заранее теорией Ёѕ–. ¬ 1999 г. удалось добитьс€ телепортации не отдельных фотонов, а целого пучка фотонов, то есть светового луча.

—ледующий важный этап был сделан в конце 2001 г. в ќрхусском университете в ƒании, где была установлена квантова€ св€зь между двум€ облаками газа, расположенными на значительном рассто€нии друг от друга. Ќа повестке дн€ Ч воссоздание копий элементов без непосредственного перемещени€ этих элементов при помощи светового луча. Ёто будет насто€ща€, без вс€ких нат€жек, телепортаци€. ѕрофессор јспек так прокомментировал последние эксперименты:

"—амым важным их итогом €вл€етс€ то, что они позволили увидеть поразительные свойства квантовой механики и пон€ть, что природа следует ее предсказани€м даже тогда, когда эти предсказани€ кажутс€ безумными".

Ёти эксперименты поставили точку в нескончаемых спорах. ѕроцитируем еще одного известного физика, ѕола ƒевиса:

"–езультаты не оставл€ли никакого сомнени€: Ёйнштейн был не прав.  вантовую неопределенность невозможно обойти. ќна Ч неотъемлема€ особенность квантового мира и не может быть сведена к чему-то другому. Ќаивное представление о реальности частиц, обладающих четко определенными свойствами в отсутствие наблюдений над ними, не выдержало испытани€. јспек "забил последний гвоздь" в гроб физики, основанной на здравом смысле".

Ёти дорогосто€щие эксперименты €вл€ютс€ не просто забавами высоколобых ученых. ¬озможность сверхскоростной передачи данных означает новую эпоху в информационных технологи€х, которые уже имеют свое название Ч квантовый компьютинг. ѕерспективы лежат в переходе от электронных компьютеров и систем передачи данных к фотонным. —ветовые пучки уже прочно вошли в практику при передаче данных по оптоволоконным кабел€м, и это обеспечило существенное увеличение емкости каналов св€зи. —ледующий этап Ч переход к фотонным устройствам в компьютерных чипах и, наконец, к использованию квантовых состо€ний в качестве битов информации. Ёто будет следующий этап технологической революции, новый скачок по витку информационной спирали.

ј как же телепортаци€ материальных объектов, мгновенный перенос тел в другую точку пространства, заветна€ мечта всех магов? ¬ принципе никаких запретов к осуществлению этих процессов современна€ физика не видит. ѕрофессор ƒжефф  имбл из  алифорнийского технологического университета за€вил, что квантова€ телепортаци€ материальных объектов не за горами. ѕравда, о биологических объектах пока лучше не заикатьс€.

 вантова€ телепортаци€, в отличие от той, которую описывают фантасты, проходит в четыре этапа; считывание объекта-оригинала, его расщепление и перевод информации в некоторый код, передача кода в место "сборки", воссоздание уже в новом месте.  ак ни печально, квантова€ телепортаци€ непригодна дл€ того, чтобы переносить человека из одного места в другое. ѕрежде всего потому, что процесс обработки данных и их расшифровки занимает неизмеримо больше времени, чем тыс€чные доли секунды, в которые сохран€етс€ св€зь между точкой сборки и точкой разборки даже в лучших экспериментах. ѕо этой причине веро€тность того, что копи€ будет подобна оригиналу, падает до слишком рискованных величин.

Ёффект Ёѕ– подводит теоретическую базу под бесконтактные взаимодействи€. Ќадо только предположить, что наше сознание оперирует на квантовых принципах. Ќо это предположение вполне разумно и

обоснованно. ¬ современных компьютерах в качестве бита информации используютс€ нули и единички, св€занные с пол€ризацией полупроводниковых доменов. Ёффект Ёѕ– открывает перспективу к кодированию информации за счет квантового состо€ни€ атомов. “ак, может быть, наше сознание и оперирует на этом принципе? » тогда становитс€ очевидным, что все €влени€ во ¬селенной взаимосв€заны, что древний принцип "что внизу, то наверху" получает новое обоснование, и мы получаем еще одну ниточку, ведущую по лабиринту познани€ к си€ющим горизонтам новых знаний.

Ќа научном €зыке эти €влени€ называютс€ " вантова€ св€занность" ( вантова€ зацепленность, запутанность) (англ. Entanglement) Ч квантово-механическое €вление, при котором квантовое состо€ние двух или большего количества объектов должно описыватьс€ во взаимосв€зи друг с другом, даже если отдельные объекты разнесены в пространстве. ¬следствие этого возникают коррел€ции между наблюдаемыми физическими свойствами объектов. Ќапример, можно приготовить две частицы, наход€щиес€ в едином квантовом состо€нии так, что когда одна частица наблюдаетс€ в состо€нии со спином, направленным вверх, то спин другой оказываетс€ направленным вниз, и наоборот, и это несмотр€ на то, что, согласно квантовой механике, предсказать, какие фактически каждый раз получатс€ направлени€, невозможно. »ными словами, создаетс€ впечатление, что измерени€, проводимые над одной системой, оказывают мгновенное воздействие на запутанную с ней. ќднако то, что понимаетс€ под информацией в классическом смысле, все-таки не может быть передано через запутанность быстрее, чем со скоростью света. ¬ теоретическом и философском плане данное €вление представл€ет собой одно из наиболее революционных свойств квантовой теории, так как можно видеть, что коррел€ции, предсказываемые квантовой механикой, совершенно несовместимы с представлени€ми о, казалось бы, очевидной локальности реального мира, при которой информаци€ о состо€нии системы может передаватьс€ только посредством ее ближайшего окружени€.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-06; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 380 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—лабые люди всю жизнь стараютс€ быть не хуже других. —ильным во что бы то ни стало нужно стать лучше всех. © Ѕорис јкунин
==> читать все изречени€...

472 - | 455 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.012 с.