Физики описали парадокс квантовой голубятни

      Комментарии к записи Физики описали парадокс квантовой голубятни отключены

Физики описали парадокс квантовой голубятни

Практически целый век доктора физических наук говорили своим студентам о парадоксе кота Шрёдингера, идеально иллюстрирующем необыкновенные явления квантовой механики. Сейчас же интернациональная команда учёных во главе с Джеффом Толлаксеном (Jeff Tollaksen) придумали новый увлекательный мысленный опыт, которым они желали показать и другие квантовые эффекты.

Новый парадокс именуется эффектом квантовой голубятни («quantum-pigeonhole effect»). Всё начинается с наблюдения, в то время, когда вы помещаете трёх голубей в две ячейки — в одной из них в итоге окажется два голубя.

Но в соответствии с анализу квантовой природы, ни один из голубей не может поделить одну ячейку с собратом.

«Это одно из тех явлений, которое на первый взгляд думается немыслимым. Но это и прямое следствие из квантовой механики», — поясняет Толлаксен, ведущий создатель нового изучения.

В хорошей физике если вы понимаете начальное состояние некой совокупности, то в принципе, вы располагаете достаточным числом информации для определения конечного состояния совокупности. Но в 1964 году Якир Ааронов (Yakir Aharonov) из университета Чапмен и Тель-Авивского университета понял, что в квантовой механике начальное и конечное состояние совокупности смогут быть всецело свободными друг от друга.

Совместно Ааронов и Толлаксен обрисовали это квантовоемеханическое свойство через мысленный опыт с квантовой голубятней.

Они уверены в том, что

эффект будет появляться, в то время, когда наблюдатель совершает последовательность измерений, пробуя уместить трёх «голубей» в двух «ячейках».

Рис. 1.

«Сперва вы делаете начальное измерение расположений всех частиц. Потом вы делаете промежуточное измерение дабы заметить, умещаются ли две частицы в одной коробке. И наконец, вы измеряете конечную локацию частиц. Наряду с этим начальное и конечное измерения смогут быть всецело свободны друг от друга. А в середине опыта вы имеете возможность сделать то, что именуется не сильный измерением, для изучения всех частиц в один момент.

И в то время, когда вы это сделаете, то получается, что ни в одной ячейке нет двух голубей», — говорит Толлаксен.

Выводы из этих опытов дополняют узнаваемый парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена. В рамках этого сценария две частицы, каковые стартуют в одном месте, смогут быть в состоянии квантовой запутанности. Тогда измерение состояния первой частицы повлияет на состояние второй, даже если они поделены огромным расстоянием.

«Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена есть одним из самых ответственных фундаментальных открытий в науке. Но это лишь добрая половина всей увлекательной истории. Принцип квантовой голубятни растолковывает пара иную обстановку.

Три частицы смогут стартовать раздельно друг от друга без квантовой запутанности либо любых вторых корреляций. Как раз экспериментатор собирает их совместно и заставляет взаимодействовать при помощи умещения трёх частиц в две ячейки. На промежуточном этапе частицы выясняются максимально тесно связанными, но на конечном этапе не коррелируют по большому счету», — поясняет Толлаксен.

Физики утверждают, что их концепция возможно чуть ли не более значимой для науки, чем парадокс ЭПР. Для проверки собственных выводов Толлаксен и его сотрудники предлагают совершить несложный опыт, в котором три электрона будут путешествовать через интерферометр. По сути, это разделитель пучка, что создаёт два отдельных дороги для электронов, каковые после этого видятся опять.

А потому, что существует лишь два вероятных дороги, возможно будет ожидать только что по крайней мере, два электрона из трёх поделят один из этих дорог.

В случае если это так, то две частицы будут пребывать весьма близко друг к другу и взаимодействовать: их аналогичные заряды будут отталкиваться друг от друга, легко отклоняя траектории.

Физики смогут найти эти отклонения, в то время, когда все три электрона соединятся по окончании объединения дорог. Но Толлаксен говорит, что если судить по расчётам, этого не случится и два электрона не отправятся по одному пути.

Учёные уверенны, что

парадокс в недалеком будущем будет доказан экспериментально. А теоретическое описание они уже изложили в статье, которую возможно почитать на сайте препринтов ArXiv.org.

Квантовый парадокс


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: