Quasars may prove quantum entanglement – or a 12 billion-year-old conspiracy
Оригинал, автоперевод Google. Свет от далеких квазаров использовался как космический «монетный флип», чтобы помочь предоставить самые сильные доказательства до сих пор квантовой запутанности
Квантовая запутанность - идея о том, что две частицы могут оставаться неразрывно связанными на огромных расстояниях, - это жуткая концепция, которую сам Эйнштейн испытывал, но все же за последние несколько десятилетий она была экспериментально продемонстрирована снова и снова. Но есть ли другие переменные, которые мы просто еще не понимаем? Чтобы выяснить, исследователи Массачусетского технологического института теперь провели эксперимент, который дает самые сильные доказательства до сих пор как квантовой запутанности, так и «заговора», который насчитывает более 12 миллиардов лет.
Если бы вы изучали пару частиц, которые были связаны квантом, измерение физических свойств одной частицы мгновенно влияет на то же свойство ее партнера, независимо от того, сколько пространства разделяет их. Классическая физика говорит, что ничто не может двигаться быстрее скорости света, но квантовая запутанность нарушает правила, по-видимому, позволяя этим частицам общаться более чем в 10 000 раз быстрее.
Когда феномен был впервые замечен Эйнштейном, который, как его классно называл, «пугающим действием на расстоянии», считалось доказательством того, что наше понимание квантовой теории было неполным. Эйнштейн сказал, что «скрытые переменные» должны мешать, которые еще предстоит обнаружить.
В 1960-х годах физик Джон Белл пытался количественно оценить влияние этих скрытых переменных. Если вы тестируете пары частиц, говорит Белл, есть определенный предел, где корреляции становятся слишком регулярными, чтобы быть простым совпадением. Любые корреляции выше этого предела являются, скорее всего, свидетельством квантовой запутанности. Разочарочно, однако, эксперименты, предназначенные для проверки неравенства Белла, могут привести к появлению лазеек, благодаря которым эти скрытые переменные могут снова столкнуться с результатами. Закрытие лазейки
Эти лазейки могут быть такими же жуткими, как и само квантовое переплетение. Одной из самых трудных для закрытия является «свобода выбора» или «свободная воля» лазейки - в основном, что, если какая-то неизвестная сила подрывает решение исследователя о том, что измерять, делая результат похожим на корреляцию, когда на самом деле нет?
Один из способов закрыть эту лазейку - это удалить человеческое решение из эксперимента. В более ранних тестах ученые использовали генераторы случайных чисел, чтобы сделать выбор в две секунды относительно того, какое свойство будет измеряться между парами фотонов, но даже это, как полагали, оставляет пробел. Местная реальность, в конце концов, может не иметь слишком сильного времени, влияя на событие всего лишь наносекунды, прежде чем оно произойдет.
Поэтому исследователи Массачусетского технологического института решили окончательное испытание: что, если «решение» уже сделано, за миллиарды лет до того, как эксперимент когда-либо задумывался? Диаграмма, поясняющая экспериментальную установку команды Массачусетского технологического института Космическая монета
Предположим, вы изучаете два резиновых шара, чтобы увидеть, одинаковы ли они. Вы можете проверить, являются ли они одного цвета или того же размера, и для принятия этого решения вы переворачиваете монету, чтобы рандомизировать ее. Это то, что делали исследователи Массачусетского технологического института в последнем эксперименте, но монета была перевернута 8 миллиардов лет назад. Спрятанным переменным будет трудно вмешиваться в это.
Исследователи излучали пары запутанных фотонов в противоположных направлениях по туннелю, к детекторам с обоих концов. Прежде чем фотоны ударили по детекторам, «монетовер» изменил угол этих детекторов, чтобы измерить другое свойство фотонов.
В этом случае «монета» была светом от двух отдаленных квазаров. Исследователи использовали два больших телескопа на Канарских островах для наблюдения за этими невероятно яркими небесными объектами и принять решение. Если бы свет одного фотона из квазара был красным, он бы наклонял детектор на один угол. Если бы он был синим, он бы наклонялся по-другому.
Кикер состоит в том, что один из этих квазаров находится на расстоянии 7,8 миллиарда световых лет, а другой - 12,2 миллиарда световых лет, что означает, что свет от них занял столько времени, чтобы прибыть сюда. Решение о том, как измерить запутанные фотоны, составило 12,2 миллиарда лет.
«Земле около 4,5 миллиарда лет, поэтому любой альтернативный механизм, отличный от квантовой механики, который мог бы дать наши результаты, используя эту лазейку, должен был появиться задолго до того, как была даже планета Земля, MIT », - говорит Дэвид Кайзер, соавтор исследования. «Итак, мы подтолкнули любые альтернативные объяснения к очень ранней космической истории».
Исследователи проводили этот же эксперимент дважды по 15 минут каждый раз, используя две разные пары квазаров. В целом, они измерили более 30 000 пар запутанных частиц, что показало корреляции далеко за пределами предела Белла. Затем команда подсчитала, что вероятность скрытых классических переменных, возившихся с результатами, составит около одного миллиарда миллиардов.
«Если какой-то заговор происходит, чтобы имитировать квантовую механику с помощью механизма, который на самом деле классический, этот механизм должен был бы начать свою деятельность - как-то точно знать, когда, где и как этот эксперимент должен был быть сделан - не менее 7,8 миллиардов лет назад, "говорит Аль 21 avgusta 2018 goda
"Наблюдая за излучением квазаров, выпущенным миллиарды лет назад, астрофизики подтвердили существование квантовой запутанности. А значит, Вселенной управляют вовсе не те силы, о которых говорит классическая физика." ------------------------------------------ "Непросто представить себе реальность квантовой запутанности. Но ещё труднее допустить, что некий процесс заранее сделал четыре квазара такими, чтобы кванты их света, встретившись в ничем не примечательной точке пространства через 8–12 миллиардов лет после своего рождения, вели себя как сговорившиеся. Поэтому удивительное квантовое явление в очередной раз доказало свою реальность." Квазары и "жуткое дальнодействие" ------------------------------------ Между строк, надо читать: эти квазары оказались также запутанными!
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ]
Озарение.
0