XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Введение

Можем ли мы определить как дальше будут проходить события в реальной жизни или есть некая неопределённость? Казалось бы, что на данный вопрос не требуется ответа, ведь долгое время учёные и философы считали, что мир предсказуем. Но когда человечество начало изучать квантовую физику, то выяснилось, что квантовая теория не даёт точного ответа на вопрос, представленный выше.

Давайте проведём эксперимент. Фотон летит на светоделитель (полупрозрачную пластинку). С вероятностью 50% он отразится и с такой же вероятностью фотон пройдёт пластину. [5]

Это теоретическое представление эксперимента. Но со стороны квантовой физики нет точного ответа. То есть при повторении этого эксперимента много раз – результат будет различный. И многие «отцы» основатели квантовой физики были с этим не согласны. Считали, что это недочёт самой теории. В частности сам Эйнштейн не мог смириться с неопределённостью вселенной, вытекающей из квантовой механики. Физик считал, что объект существует не только когда за ним наблюдают, как это считал Нильс Бор, но и всё оставшееся время. Отрывок из диалога учёных: «— Бог не играет в кости. — Альберт, не указывай Богу, что ему делать.», а также саркастический вопрос Эйнштейна: «Вы действительно считаете, что Луна существует, только когда вы на неё смотрите?» [4]

Оказывается данное непонимание учёных можно решить путём проведения экспериментов над запутанными состояниями. Такой эксперимент называется « Проверка нарушения неравенства Белла».[5] Он показывает, что мир не детерминирован
(не безнадёжен). В первые этот эксперимент был проведен в 1972 году, но с тех пор учёные продолжают спорить о результатах (искать недочёты в методике его проведения). Последний масштабный эксперимент, в котором были исправлены все ошибки, провели в 2017 году. [4] Тогда удалось экспериментально зафиксировать связанные состояния из трёх фотонов (внутри облака атомов рубидия), возникающие под действием лазерных импульсов. Опыт исключает возможность того, что в частице была спрятана информация о взаимном поведении частиц при определённых направлениях измерения. Из эксперимента следует, что если мы захотим измерить спин (собственный момент импульса) частицы, то само измерение повлияет на поведение этой частицы. Согласно квантовой механике у связанных частиц вообще нет полностью определённого спина. Они запутаны. Спин одной из связанных частиц противоположен другой. Когда одна частица замерена и её спин определён, то мы сразу узнаем каков при замере в том же направлении будет спин другой частицы. При этом квантовые частицы могут быть связаны не смотря на огромные расстояния. Это пугающее дальнодействие, как называл его Эйнштейн, по видимому требует передачи информации. В нашем случае – информация о проведённом измерении со скоростью, превышающей скорость света! Но так ли это на самом деле? Пока мы не узнаю, какой результат получили вы, мы не знаю чего ожидать мне. Мы получаем информацию, когда я узнаю ваш результат, а не когда вы проводите измерения. И любое сообщение содержащее полученное вами результат необходимо передать каким-либо физическим способом(медленнее скорости света). Поэтому законы теории относительности не нарушаются, что без сомнений порадовало Эйнштейна.

Но ответить на вопрос о том, как работает эта связь, сегодня не может никто.

Так в теории множества миров и её интерпретации квантовой механике, запутанные частицы – это лишь проекции возможных состояний одной-единственной частицы в других параллельных вселенных. В транзакционной интерпретации эти частицы связывают стоячие волны времени. Но опять-таки – всё это лишь теории.

Эрвин Шрёдингер, один из создателей квантовой механики, скептически относившийся к её правильности квантовой теории, подчёркивал, что эволюция квантовых систем естественным образом приводит к состояниям, измерение которых может дать чрезвычайно различные результаты. Его мысленный эксперимент с «Котом Шрёдингера» постулирует квантовую неопределённость. До измерения коту невозможно присвоить свойство жизни(или смерти). Оба, или ни одно из них, существуют вместе в потустороннем мире возможностей.

Поэтому, разгадка тайны квантовой запутанности ещё впереди.

Список литературы

1. Г. В. Иевлев - Квантовая запутанность

2. https://naked-science.ru/article/nakedscience/kvantovaya-zaputannost

3. https://habr.com/ru/post/372539/

4.https://ru.wikipedia.org/wiki/Квантовая_запутанность#Спор_Бора_и_Эйнштейна,_ЭПР - парадокс

5. https://www.youtube.com/watch?v=nAdujBSwBLc