Quantum entanglement: teorie, principiu, efect

Frunzele de toamnă de aur ale copacilor străluceau luminos. Razele soarelui de seară au atins vârfurile subțiri. Lumina și-a croit drum prin ramuri și a aranjat un spectacol de figuri bizare, care au strălucit pe peretele universității "kapterka".

Înfățișarea uimitoare a lui Sir Hamilton se lăsă încet, uitându-se la jocul de la distanță. În capul matematicianului irlandez a existat o adevărată topire a gândurilor, a ideilor și a concluziilor. Era foarte conștient de faptul că explicarea multor fenomene cu ajutorul mecanicii newtoniene este ca și cum ar fi jocul umbrelor pe perete, înșelând cifrele și lăsând multe întrebări fără răspuns. - Poate că e un val ... sau poate un flux de particule - reflectă cercetătorul - sau lumina este o manifestare a ambelor fenomene. Ca niște figuri țesute din umbră și lumină. "

Începutul fizicii cuantice

Este interesant să observăm oameni buni și să încercăm să înțelegem cât de mari sunt ideile care schimbă evoluția întregii omeniri. Hamilton este unul dintre cei care au stat la originea nașterii fizicii cuantice. Cincizeci de ani mai târziu, la începutul secolului al XX-lea, mulți oameni de știință au studiat particulele elementare. Cunoștințele obținute au fost contradictorii și necomplicate. Cu toate acestea, au fost luați primele pași agitați.

Înțelegerea microcosmosului la începutul secolului al XX-lea

În 1901 a fost prezentat primul model al atomului și sa demonstrat inconsecvența acestuia din poziția electrodinamicii obișnuite. În aceeași perioadă, Max Planck și Niels Bohr publică multe lucrări despre natura atomului. În ciuda muncii lor dureroase, nu a existat o înțelegere completă a structurii atomului.

Câțiva ani mai târziu, în 1905, un om de știință german cunoscut, Albert Einstein, a publicat un raport asupra posibilității existenței unui cuantum de lumină în două valuri de particule și particule. În lucrarea sa s-au dat argumente, explicând motivul insolvabilității modelului. Cu toate acestea, viziunea lui Einstein era limitată la înțelegerea veche a modelului atomic.

După numeroase lucrări ale lui Niels Bohr și colegilor săi din 1925 a apărut o nouă direcție - un fel de mecanică cuantică. O expresie larg răspândită - "mecanica cuantică" a apărut după treizeci de ani.

Ce știm despre quanta și ciudățenii?

Până în prezent, fizica cuantică a ajuns destul de departe. Multe fenomene diferite sunt deschise. Dar ce știm cu adevărat? Răspunsul este prezentat unui om de știință modern. "În fizica cuantică se poate crede sau nu-l înțelege" - aceasta este definiția lui Richard Feynman. Gândește-te singur la asta. Este suficient să menționăm un astfel de fenomen ca entanglementul cuantic al particulelor. Acest fenomen a scos lumea științifică într-o poziție de perplexitate totală. Un alt mare șoc a fost că paradoxul în curs este incompatibil cu legile lui Newton și Einstein.

Efectul entanglementării cuantice a fotonilor a fost discutat pentru prima oară în 1927 la al cincilea Congres Solvay. Între Niels Bohr și Einstein a apărut un argument încălzit. Paradoxul confuziei cuantice a schimbat complet înțelegerea esenței lumii materiale.

Se știe că toate corpurile constau din particule elementare. În consecință, toate fenomenele mecanicii cuantice se reflectă în lumea obișnuită. Niels Bohr a spus că dacă nu ne uităm la Lună, atunci nu există. Einstein a considerat acest lucru nerezonabil și a crezut că obiectul există independent de observator.

Când studiem problemele mecanicii cuantice, trebuie să înțelegem că mecanismele și legile ei sunt interdependente și nu se supun fizicii clasice. Să încercăm să înțelegem zona cea mai contradictorie - entanglementul cuantic al particulelor.

Teoria entanglementării cuantice

Mai întâi de toate, merită să înțelegem că fizica cuantică este ca un izvor fără fund, în care se poate găsi totul. Fenomenul entanglementării cuantice la începutul secolului trecut a fost studiat de Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck și mulți alți fizicieni. De-a lungul secolului al XX-lea în întreaga lume, au studiat activ și au experimentat mii de oameni de știință.

Lumea este supusă legilor stricte ale fizicii

De ce un astfel de interes în paradoxurile mecanicii cuantice? Este foarte simplu: trăim prin respectarea anumitor legi ale lumii fizice. Abilitatea de a "ocoli" predestinarea deschide ușa magică, dincolo de care totul devine posibil. De exemplu, conceptul de "pisică Schrodinger" conduce la gestionarea materiei. De asemenea, va fi posibil să se teleporteze informații, ceea ce provoacă încurcarea cuantică. Transferul de informații va fi instantanee, indiferent de distanță.
Această problemă este încă în studiu, dar are o tendință pozitivă.

Analogie și înțelegere

Ce este unic despre entuziasmul cuantic, cum să îl înțelegi și ce se întâmplă când se întâmplă? Să încercăm să înțelegem. Pentru a face acest lucru, trebuie să efectuați un fel de experiment mental. Imaginați-vă că aveți două cutii în mână. În fiecare dintre ele se află o minge cu o bandă. Acum dăm o cutie cosmonautului și zboară pe Marte. Odată ce deschideți cutia și vedeți că banda de pe minge este orizontală, atunci în cealaltă cutie mingea va avea în mod automat o bandă verticală. Aceasta va fi entanglementul cuantic în cuvinte simple exprimate: un obiect predetermină poziția celuilalt.

Cu toate acestea, trebuie să înțelegem că aceasta este doar o explicație superficială. Pentru a obține entanglementarea cuantică, este necesar ca particulele să aibă aceeași origine, ca și gemenii. Este foarte important să înțelegeți că experimentul va fi anulat, dacă înainte de a vă avea cineva ocazia să priviți la cel puțin unul dintre obiecte.

Unde se poate folosi confuzia cuantică?

Principiul entanglementării cuantice poate fi folosit pentru transmiterea instantanee a informațiilor pe distanțe lungi. O astfel de concluzie contravine teoriei relativității lui Einstein. Se spune că viteza maximă de deplasare este inerentă numai în lumină - trei sute de mii de kilometri pe secundă. Acest transfer de informații permite existența teleportare fizică.

Totul în lume este informații, inclusiv materie. Această concluzie a fost atinsă de fizicienii cuantice. În 2008, pe baza unei baze de date teoretice, a fost posibilă confuzia cuantică cu ochiul liber.

Acest lucru demonstrează încă o dată că suntem pe punctul de a descoperi mari descoperiri - care se mișcă în spațiu și în timp. Timpul în univers este discret, astfel încât mișcarea instantanee pe distanțe uriașe face posibilă căderea într-o altă densitate de timp (bazată pe ipotezele lui Einstein, Bohr). Poate că în viitor aceasta va fi o realitate la fel ca un telefon mobil astăzi.

Eterinamica și entanglementarea cuantică

Potrivit unor oameni de știință de vârf, confuzia cuantică se explică prin faptul că spațiul este umplut cu o materie eter-negru. Orice particulă elementară, după cum știm, are forma unui val și a unui corpuscul (particule). Unii oameni de știință cred că toate particulele se află pe "panza" energiei întunecate. Nu este ușor de înțeles. Să încercăm să ne dăm seama într-un alt mod - metoda de asociere.

Imaginați-vă pe plajă. O briză ușoară și un miros slab de vânt. Vedeți undele? Și undeva în depărtare, în reflectarea razelor soarelui, este vizibilă o barcă cu pânze.
Nava va fi particula noastră elementară, iar marea va fi un eter (energie întunecată).
Marea poate fi în mișcare sub formă de unde vizibile și picături de apă. În mod similar, toate particulele elementare pot fi pur și simplu marea (componenta constitutivă a acesteia) sau o particulă separată - o picătură.

Acesta este un exemplu simplificat, totul este oarecum mai complicat. Particulele fără prezența unui observator sunt sub forma unui val și nu au o locație definită.

O barcă cu pânze albă este un obiect selectat, diferă de suprafața netedă și de structura apei de mare. În același mod, există "vârfuri" în oceanul energiei, pe care îl putem percepe ca o manifestare a forțelor care ne sunt cunoscute, care au constituit partea materială a lumii.

Microcosmosul trăiește prin propriile sale legi

Principiul entanglementării cuantice poate fi înțeles dacă se ține seama de faptul că particulele elementare sunt sub formă de valuri. Nu are o locație și caracteristici definite, ambele particule sunt în oceanul energiei. În momentul apariției observatorului, valul "se transformă" într-un obiect accesibil atingerii. A doua particulă, observând sistemul de echilibru, dobândește proprietăți opuse.

Acest articol nu vizează descrieri științifice capricioase ale lumii cuantice. Posibilitatea înțelegerii unei persoane obișnuite se bazează pe disponibilitatea unei înțelegeri a materialului prezentat.

Fizica particulelor elementare studiază entanglementarea stărilor cuantice pe baza rotației unei particule elementare.

Limba științifică (simplificată) - confuzia cuantică este determinată de rotiri diferite. În procesul de observare a obiectelor, oamenii de știință au văzut că pot exista numai două rotiri - de-a lungul și peste. Ciudat cum pare, în alte poziții particulele nu sunt "puse" de către observator.

O nouă ipoteză este o nouă viziune asupra lumii

Studiul microcosmosului - spațiul particulelor elementare - a dat naștere la multe ipoteze și ipoteze. Efectul entanglementării cuantice a împins oamenii de știință la ideea existenței unei micro-lattice cuantice. În opinia lor, în fiecare nod - punctul de intersecție - există un cuantum. Toată energia este o rețea completă, iar manifestarea și mișcarea particulelor este posibilă numai prin intermediul zonelor de zăbrele.

Mărimea "ferestrei" unei astfel de rețele este destul de mică, iar măsurarea cu echipamente moderne este imposibilă. Cu toate acestea, pentru a confirma sau a respinge această ipoteză, oamenii de știință au decis să studieze mișcarea fotonilor într-o rețea cuantică spațială. Linia de fund este că fotonul se poate deplasa fie direct, fie zig-zag - de-a lungul diagonalei grilajului. În cel de-al doilea caz, depășind o mare distanță, va cheltui mai multă energie. În consecință, acesta va fi diferit de un foton care se mișcă într-o linie dreaptă.

Poate, în timp, aflăm că trăim într-o grătar cuantic spațial. Sau această presupunere poate fi incorectă. Cu toate acestea, principiul entanglementării cuantice indică existența unei rețele.

În termeni simpli, într-un "cub" spațial ipotetic, definiția unei fețe poartă cu ea o semnificație contrară a celuilalt. Acesta este principiul conservării structurii spațiu-timp.

epilog

Pentru a înțelege lumea magică și misterioasă a fizicii cuantice, merită să ne uităm îndeaproape la progresul științei din ultimii cinci sute de ani. Era de obicei faptul că Pământul are o formă plată, și nu o formă sferică. Motivul este evident: dacă luați forma sa rotundă, atunci apa și oamenii nu se pot opri.

După cum vedem, problema a existat în absența unei viziuni complete a tuturor forțelor care operează. Este posibil ca știința modernă să nu aibă suficientă viziune pentru ca toate forțele cuantice să înțeleagă fizica cuantică. Lacune în viziune creează un sistem de contradicții și paradoxuri. Poate că lumea magică a mecanicii cuantice păstrează răspunsurile la întrebările puse.