Обладает ли квантовая запутанность массой?

13 Января 2015, Илья Хель 17

Мы знаем, что есть некое явление: квантовая запутанность, в ходе которой частицы связаны друг с другом на больших расстояниях. Теперь допустим, что у квантовой запутанности есть собственная масса. Таким образом, запутанность, как предполагает одна из последних научных работ, может влиять на гравитацию.

Квантовая запутанность

Но для начала вернемся на шаг назад. Мы такие, какими являемся, и есть что-то прелестное в понимании, что мы отличаемся друг от друга и являемся уникальными, каждый человек на Земле. Мы сложные. Но частицы — они не сложные. Или, скорее, они сложные в другом смысле. Частицы становятся неразличимыми, делят одну личность и характеристики на двоих, но все же остаются частью группы частиц, которые можно описать как одну. Это не клоны — на клонов можно воздействовать по отдельности.

Иными словами, группу частиц, разделяющих определенное состояние, нельзя описывать по отдельности. Поскольку невозможно полностью описать одну частицу, не описывая ее партнеров. Или же — еще одна формулировка — невозможно сделать что-то с конкретной частицей, занимающей такое же состояние, как и другая частица, не сделав того же самого со второй частицей. В математическом исполнении все это выглядит не так странно, как звучит.

Когда частицы находятся в одном состоянии, мы говорим, что они запутаны: странный, но вездесущий феномен, когда свойства частицы полностью коррелируют с измерением свойств другой частицы. Когда происходит измерение, обе частицы, где бы они ни были, приходят к одному состоянию мгновенно.

Эйнштейн не был в восторге от этой идеи, предпочитая альтернативные объяснения, в которых эти отношения могут описываться скрытыми переменными, а не «жутким действием на расстоянии». Эта более удобная, ну или по крайней мере безопасная альтернатива была основана на вере в фундаментальную неполноту квантовой картины мира.

Эта неполнота также подтверждалась гравитацией. Гравитация — настолько слабая сила, что в квантовом мире, казалось бы, вы можете вообще не обращать на нее внимания. Именно эта тема лежит в основе новой работы Дэвида Бруши из Еврейского университета в Иерусалиме. Он выдвигает предположение, что, возможно, само явление запутанности влияет на гравитационные поля, как искривляющие пространство-время движения черных дыр или систем двойных звезд — но в других масштабах.

Работа Бруши — попытка выработать математическое решение того, как эти поля могут нарушаться присутствием запутанных частиц.

«Было установлено, что квантовая когерентность и запутанность в системе могут быть использованы для извлечения энергии, — рассказал Бруши. — В некотором смысле в когерентности можно хранить энергию. Квантовые холодильники используют это как основной принцип [своей работы]. Это наблюдение вдохновило меня задаться вопросом. Если бы энергию каким-то образом можно было извлечь из квантовых когерентностей системы, то гравитация должна была бы подвергаться влиянию «квантовости этого состояния». Этого следовало бы ожидать, поскольку энергия взаимодействует (то есть является источником) с гравитацией».

Основная идея заключается в том, что запутанные частицы просто весят немного больше, чем могли бы весить в качестве отдельных единиц. Таким образом, гравитационное возмущение становится функцией обеих энергий частиц, как следует ожидать, а также продолжительности времени, в ходе которого сохраняется запутанность. Разница невообразимо мала — одна часть на 10^37 — но в теории обнаружима. Ее можно будет зарегистрировать.

«Для сверхтяжелых частиц, для ультрарелятивистских частиц или состояний с большим количеством возбуждений результат, как мы надеемся, должен превышать предыдущий на несколько порядков. В принципе, это делает эффект измеряемым».

Этот эффект должен проявиться в виде гравитационных волн, поскольку движение массивных объектов вызывает пространственно-временную рябь, которая распространяется наружу в самом пространстве-времени. Не так давно доказательство таких волн было подтверждено.

Идея Бруши состоит в том, чтобы взять математику запутанности, то, как одна частица может вызывать возбуждения в квантовом поле в двух или более местах, и переложить ее в терминах теории относительности, в частности, создания гравитационных волн.

Возможно, связи не будет вовсе. Это всего лишь допущение, которое может привести к интересным результатам. «Я пока не могу сказать, откуда приходит энергия (читай — вес) или где она хранится, — говорит Бруши. — На данный момент эти вопросы расплывчаты, хотя и весьма интересны. Дальнейшая работа покажет».

17 комментариев Оставить свой

  1. Аноним

    Очень огромное количество данных и переменных может быть логичнее смоделировать данную теорию с помощью самого современного суперкомпьютера , задача сравни космологической сингулярности , все эти теории находятся на пределе нашего понимания мироздания , возможно лучшая команда физиков теоретиков с помощью теватронна , БАКа и суперкомпьютера найдут ответ

  2. vinstlow

    Любопытно :)

  3. Atey

    при первом прочтении сразу же возникла мысль - а не может ли эта масса квантовой запутанности быть Тёмной материей?

    • attax

      Atey, То же самое)

    • vinstlow

      Atey, Ну так об этом и речь вроде

      • vinstlow

        vinstlow, То есть мысль в том что в этом контексте темная материя "не нужна"

  4. head_56

    Что только не выдумывают умы от современной теоретической физики и математики и все у них в головах вроде бы как считается и работает, вот только одна проблема- "А воз и ныне там" Вам бы господа фантастические романы писать... :-)

    • TorSyoN

      head_56, Стесняюсь спросить, а что бы Вам делать? Или чем занимаетесь Вы, что вот так голословно критикуете?

      • head_56

        TorSyoN, Я не критикую, я просто не верю в бред про "Темную материю" и все, что связано со словосочетанием "квантовый\квантовая".... Меня больше привлекают прикладные науки а все то, что невозможно "пощупать" в моем сознании коррелирует с затуманиванием мозгов.
        К стати говоря, очень подходящее словосочетание "Квантовая запутанность" ... :-) Или может быть Вы верите в то, что "физики\математики" теоретики построят для Вас ракету на квантовом двигателе и Вы отправитесь на ней в квантовое путешествие?! Нет, они создадут для Вас квантовую еду..., может быть, когда нибудь... Вы верьте им и все у Вас будет..... Мой Вам совет, почитайте научные книжки, попробуйте разобраться откуда появились такие понятия как квантовая физика и темная материя... Наши древние предки, обожествляли все то, что не поддавалось их простому объяснению или сжигали на кострах тех, чьи действия не могли объяснить а современные научные мужи свою ересь возвели в ранг научных догм не сумев объяснить те иные явления в природе.... При этом так запутались, что даже определения стали давать соответствующие "Квантовая запутанность" Я говорю - им бы Фантастические романы писать...
        А Ваши знания о том, "чем я занимаюсь" не смогут Вам помочь, да и это не важно! У всего в природе, будь то макро или микромир есть физическая модель. Так вот исходя из этого науке, в первую очередь, нужно найти ответ на основополагающие вопросы! Например:- "..., что же такое масса с точки зрения физики элементарных частиц?! Что в этом мире первично гравитация или материя (не смотря на незыблемость закона всемирного тяготения И. Ньютона) и в конце концов, что же такое гравитация... Вместо этого, академическая наука, следуя своему "жизненному пути", сталкиваясь с непонятными и необъяснимыми с точки зрения тех научных догм которыми она "вооружена", не пытается "остановиться и подумать" она как колесница по инерции катится вперёд а с белыми пятнами разбираются "фантасты от науки" поэтому мы да сих пор не можем обнаружить "базон" Хигса получившего за свою ТЕОРИЮ Нобелевскую премию... Вооружившись математикой придумали себе "квантовый мир" не в силах объяснить с точки зрения физики "дуальность" поведения элементарных частиц и непредсказуемость в поведении электрона..... И многое, многое другое .... А "Белые пятна" как были белыми так и остались по сей день. Увы и АХ. Именно по этому я и "смеюсь" над подобного рода научными "изысканиями" которые популяризуются здесь.... :-)

        • Korvin

          head_56, Все эти умозаключения приводят к тому что мир это просто компьютерная симуляция.

          • head_56

            Korvin, А разве это имеет значение?! Ведь материальный мир существует мы с вами живем и размножаемся..,!!! Какая разница как весь этот механизм будет называться? Главное понимать- КАК ЭТО РАБОТАЕТ?! Пусть это будет и "симуляция" Я готов принять квантовый подход в познании мира но пусть этот "подход" тогда объяснит откуда берутся элементы квантования мироздания.... Это знаете как закон всемирного тяготения, да хороший закон и формула проста до абсурда но она ни дает ни какого намека на саму природу явления, мало того оказывается в галактических масштабах она и вовсе не работает! Не хватает видите ли 99% массы.... И ученые, вместо того чтобы подумать над тем - "как же всетаки правильно считать гравитационное взаимодействие"придумали "темную" материю и темную энергию как в средневековье..... Видно действительно мы от него совсем недалеко ушли....

        • Atey

          head_56, Ну знаете, лет двести назад не верили, что в мозге происходит электрическая активность, и про альфа ритмы никто тогда не знал. Однако бредовые на первый взгляд идеи первопроходцев и двигают науку вперед, и сейчас уже существуют интерфейсы и программы "мозг-компьютер". Благодаря которым, кстати, человек уже может мысленно управлять протезов руки. Вчера только передача про это была по Науке 2.0. Квантовой физике всего-то сто лет. И если она трудна для понимания, так это не значит, что ее не существует. Это вам ее понять трудно и для вас она не укладывается в мировоззрении. И во всяком случае, вы вот свои мысли потрогать руками не можете, однако, предпочитает считать, что вы способны мыслить. А как раз-таки сама система сознание-мозг - уже квантовая система, которую вы отрицаете. Есть хорошие, познавательные фильмы на этот счет, если возникнет желание, могу поискать, вспомнить название.

          • head_56

            Atey, :-) """ А как раз-таки сама система сознание-мозг - уже квантовая система, которую вы отрицаете."""
            Вы сами то понимаете что пишите?! "Мозг" компьютера- вот это есть строго квантовая система которая не имея "полутонов" в конечном счете имеет только два значения "о" и "1" И вообще кто Вам сказал, что мозг человека это ни что иное как "квантовый компьютер"- БРЕД! Если бы это было именно так, тогда человек ни чем не отличался бы от обычного PC ! Таким же тупым и бессмысленным он был бы тогда ... И вообще Вы понимаете само определение слова "квантовАние" Погуглите, надеюсь Вам это поможет. :-) Наличие электрических импульсов в обеспечении нейронных связей в коре головного мозга еще не говорит о том, что эти связи квантуются каким то образом...!
            Квантовая физика и математика это лишь инструмент в руках теоретиков с помощью которого они могут описать и "урегулировать" те или иные противоречия в первую очередь в физике! Проблема в том, что все эти математические решения неразрешимых физических задач типа неопределенности Гейзенберга не дают ответа на вопрос почему это происходит и как это устроено!!! Именно по этому (я так считаю) ЭТО ТУПИКОВЫЙ ПУТЬ, ведущий в некуда... Как у двоечника который подгоняет ответ задачки (главное чтобы было правильно) при этом он "нифига" не понимает в самой задаче....

  5. Atey

    ***"Мозг" компьютера- вот это есть строго квантовая система которая не имея "полутонов" в конечном счете имеет только два значения "о" и "1"***
    То ли я Вас не понимаю, то ли в википедии не то написали. По их же сведениям - классический процессор в каждый момент может находиться ровно в одном из состояний, то квантовый процессор в каждый момент находится одновременно во всех этих базисных состояниях, при этом в каждом состоянии.
    Я понимаю это желание, докопаться до основ, узнать как это работает и почему именно так, а не иначе.
    Но, как мне думается, нет разницы между Что происходит и Как это происходит. Всё это грани одного и того же процесса, и познав одно, познаем и другое. Тут главное сам процесс Познание, а результат всего лишь приятный бонус.

    • head_56

      Atey, :-) Нет лучшего объяснения чем то определение которое дали сами ученые (одному из необъяснимых явлений) КВАНТОВАЯ ЗАПУТАННОСТЬ.... Чем запутанней тем надежней спрятано... :-)

    • JollyRoger

      Atey, Между ЧТО сделать и КАК сделать разница огромна.

  6. head_56

    Всегда хочется сказать ученым мужам - "Если вы верите в чудеса ( Квантовая запутанность, темная материя, античастицы, и т.д.) тогда не занимайтесь наукой а просто верьте...! Но если вы не верите в чудеса тогда ищите ответы на все, не прибегая к дьявольскому или божественному началу!!!"

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.