Yer imleri

Okul çocukları için eğitici dergi

VKontakte'ye katılın
Ev İnsan Kuantum mekaniğinde dolaşık parçacıklar. Kuantum dolaşıklığı, bilgi ve sinyal

Kuantum mekaniğinde dolaşık parçacıklar. Kuantum dolaşıklığı, bilgi ve sinyal

Uzun süredir sinyalleri çeşitli medyalar kullanarak aktarıyoruz. Sinyal ateşi, davul, güvercin, elektrik kullandık. Ve sonunda yine ışığa çıktılar - bilginin optik yoluyla iletilmesine. Şimdi dolaşık fotonları inceliyoruz. Hepimiz bir anahtarın doğrudan kuantum dolaşıklığı yoluyla iletilebileceğini ancak diğer bilgilerin aktarılamayacağını biliyoruz. Peki ya doğrudan olmasa da yardımla? İlgilenen herkes kediye hoş geldiniz.

Kuantum dolaşıklığı

Öncelikle kuantum dolanıklığın etkisini açıklamaya çalışacağım:

Bir çift çorap var. Çift çoraplardan her biri, yapışma anı oluştuktan hemen sonra ayrı bir kutuya konularak alıcısına gönderilir. Alıcılardan biri paketi açtığı anda sağ (veya sol) çorabı görüyor ve ne kadar uzakta olursa olsun ikinci alıcının hangi çorabın olduğu bilgisini hemen alıyor. Üstelik çorabın sağ mı sol mu olacağını önceden kesin olarak tahmin etmek imkansızdır. Ve en önemlisi, kuantum fiziğini klasik fizikten bu kadar farklı kılan şey: Çoraplar açılana kadar kendileri de hangisinin sağ hangisinin sol olduğunu “bilmiyorlar”. Ancak çoraplardan biri gözlemlenip "belirlendiğinde" ikincisi aynı anda tam tersi bir özellik kazanır. Kanıtla birlikte daha fazla ayrıntıya "Bell Teoremi" aranarak ulaşılabilir.

Görüldüğü gibi bu özellik üzerinden anlamlı bilgilerin doğrudan aktarılması mümkün değildir. Ancak bir geçici çözüm var.

Bilgi taşıyıcısı ve sinyalin iletim prensibi

Böylece QUESS kuantum iletişim uydusu, 1203 kilometreye kadar uzaklıkta bulunan gözlemevi çiftleri arasında dolaşık fotonları iletmeyi başardı. Bilim insanları bu oranı doğruladı: gönderilen altı milyon foton çifti başına bir başarılı iletim olayı. Görünüşe göre sinyal-gürültü oranı iyimserliğe neden olmuyor, ancak başarılı iletim gerçeği, böyle bir bilgi taşıyıcıyla çalışma görevini imkansız olmaktan, artıklık ve gürültüyle mücadele mühendislik görevine dönüştürüyor.

Umuyoruz ki zamanla kuantum dolanıklığı kullanmanın birçok yolunu bulacağız. Bana göre mümkün olanlardan birini anlatacağım.

İlk aşama: Cihaz, dolaşmış çiftleri ayırır ve dolaşmış fotonları sıralı bir zincir halinde depolama için "A" (gelecekteki koşullu verici) ve "B" (gelecekteki koşullu alıcı) kulelerine iletir. Depolama ortamı aktarıldı.

İkinci aşama: "A" kulesi, zincirdeki ilk fotonun ölçümünü (gözlemini) gerçekleştirir, mesaj iletiminin başlama anını belirler, zincirdeki fotonları ölçtüğü "T" zamanlayıcısını başlatır. geleneksel birimler ve koşullu sıfır olacak fotonları etkilemez; Zayıf bir ölçümle “B” kulesinin ekipmanı ilk fotonun durumundaki değişikliği tespit eder ve “T” zamanlayıcısını başlatır.

Üçüncü aşama: Belirli bir “T” süresi sonunda “B” kulesinin ekipmanı zayıf etkileşim yoluyla zincirdeki fotonların durumunu kaydeder; burada dolaşıklığını kaybeden fotonlar 1, dolaşık kalan fotonlar 0 olur.

Ayrıca, örneğin bir zincirin gözlemlenmesinin başlangıcı ve bitişi için tetikleyici, önceden senkronize edilmiş bir zamanlayıcı olabilir.

Bu nedenle çiftteki fotonun tam olarak ne olduğuyla ilgilenmiyoruz. Biz gerçeğin kendisi ile ilgileniyoruz: uyumun korunup korunmadığı. Sinyal iletildi.

Bu bir kavramdır ideal dünya Tek bir fotonun bile kaybolmadığı durumlarda zincir doğru şekilde monte edilmiştir vb. Sorunlar gerçek dünya- bunlar artıklık ve gürültüyle başa çıkma sorunlarının yanı sıra parçacıkların depolanması, açığa çıkarılması ve kontrolü için sistemler oluşturmanın zorluğudur.
Ancak asıl önemli olan, kuantum dolaşma yoluyla sinyal aktarımının temel olasılığıdır.

Depolama ortamı ve sinyal arasındaki ilişki

Bu yöntemin bir sinyalle çalışma olasılığı, bilgiye yeni bir açıdan bakmamızı sağlar. Bilgi taşıyıcısının (birbirine bağlı parçacıklar zinciri) iletildiği anda mevcut yasalar, Olumsuz daha yüksek hızışık, ancak bu şekilde kodlanabilecek tüm olası bilgileri iletiyoruz.

Size bir benzetme yapayım: Kütüphaneden bir kitap sipariş ettiniz, kuryeyle karşılaştınız ve onun arkasında, sizin için görünmez olan, bilseniz de bilmeseniz de kütüphanedeki tüm kitaplar var. Yazarını ve başlığını söylüyorsunuz, bir kitabınızı alıyorsunuz ve geri kalanı hemen yok ediliyor.
Kütüphaneden gelecek bir sonraki kuryeye kadar.

Başka bir benzetme: “Örgü” kelimesini yazıyorum ve beyninizde bu bilgi taşıyıcısının başlatabileceği görüntüler beliriyor. Ancak sinyali iletmek için şu spesifikasyon gereklidir: “açık kahverengi” veya “ahşap” veya “kumlu”. Diğer dillerde, Xhosa sembollerinin bu kombinasyonu başka bir anlama gelebilir ve bilgi biz bilsek de bilmesek de ortamda yer alır. İstenilen sinyal için açıklayıcı bir tetikleyicimiz ve hafızamız yok.

Parçacık zinciri için de durum aynı: kulelere iletim anında, bilinen fizik çerçevesinde kalarak, ışık hızından daha hızlı olmayan ve ölçüm gerçeğine göre tüm olası bilgileri (olası seçenekler) aktardık. sadece bir açıklama yaptık.

Genel olarak, birkaç dolaşmış parçacığı bir nesnenin üzerine sürükleyip tuşuna basarak hayali bir casusun ne olduğunu açıklamaya (ve anlamaya) çalışırken eğlenceli vakit geçiriyoruz. belirli zaman düğmesi (veya basmadan, parçacıkları birbirine kilitlenmiş halde bırakarak), "merkezdeki" eşleştirilmiş parçacıklar aracılığıyla bilgiyi ışık hızından daha hızlı iletmedi. Bilgisini bir salyangoz gibi kamburunda taşıyordu. Ve butonla sadece netleştirdim, seçtim, belirledim. Hala ne yaptığını bulmamız gerekiyor. Ama ordu bundan hoşlanacak. Ekipten korunamayan ve kontrol telleri olmayan mayınları seveceğim. Önceden yanıma aldığım parçacık konteyneriyle alıcıya herhangi bir mesafeden, herhangi bir sinyal bozucu aracılığıyla sipariş verme fırsatını beğeneceğim. Teknolojiyi yeniden ileriye taşıyacak olanların onlar olacağını düşünüyorum.

Ya da ışık hızına saygı göstererek dünyanın dört bir yanındaki kulelerin gece boyunca gezegenin farklı uçlarında depolama ortamlarını (dolanık parçacıklar) biriktirdiği bir cerrah, bir operasyon gerçekleştirecek ve bir cerrahi robotun onlarca saniyelik anlık tepkilerini görecektir. ofisinden binlerce kilometre uzakta. Daha sonra bir röportajda her şeyin anında gerçekleştiğini söyleyecektir. Ve bunu okuyan fizikçi, cerrahın tüm olası eylemlerine ilişkin tüm bilgilerin gece (fizik açısından) normal hızda iletildiği konusunda homurdanacaktır. Ve cerrah sadece eylemleriyle tam olarak nasıl ameliyat ettiğini "açıklığa kavuşturdu".

Veya bilginin etkileşimi ve örneğin dünyanın yerellik özellikleri. Bu özellik, örneğin bir gezegenin bir noktasındaki bir olayın, gezegenin başka bir noktasındaki fiziksel gerçekliği anında etkileyemeyeceği anlamına gelir. Daha sonra, kuantum dolaşma etkisi yoluyla koşullu bir düğmeye basıldığında gezegenin diğer tarafındaki bir ampul anında yanarsa, etkileyici olayla ilgili bilgi, etkileyici olay meydana gelmeden önce depolama ortamında yer alıyordu.

Sinyalin evrimindeki bir sonraki adımın eşiğinde olduğumuz ortaya çıktı. Kuantum dünyasını kullanarak sinyal iletim hızı ile bilgi taşıyıcısının yayılma hızını ayırıyoruz. Bir sinyalin neredeyse anında iletilmesinin kritik olduğu bir anda, normal hızda bağlı çiftlerin tedarikini sağlayarak, şimdilik teorik olarak da olsa bunu uygulayabiliriz.

· Kuantum renk dinamiği · Standart Model · Kuantum yerçekimi

Ayrıca bakınız: Portal:Fizik

Kuantum dolaşıklığı(bkz. bölüm "") - iki veya daha fazla kuantum durumunun olduğu kuantum mekaniksel bir olay Daha nesnelerin birbirine bağımlı olduğu ortaya çıkar. Bu tür bir karşılıklı bağımlılık, bu nesneler uzayda bilinen herhangi bir etkileşimin sınırlarının ötesinde ayrılmış olsa bile devam eder; bu, yerellik ilkesiyle mantıksal çelişki içindedir. Örneğin, dolaşmış durumda olan bir çift foton elde edebilirsiniz ve ardından, ilk parçacığın dönüşünü ölçerken sarmallık pozitif çıkarsa, o zaman ikincinin sarmallığı her zaman negatif çıkar. ve tam tersi.

Çalışmanın tarihi

Bohr ve Einstein Arasındaki Anlaşmazlık, EPR-Paradoks

Kuantum mekaniğinin Kopenhag yorumu, dalga fonksiyonunun ölçülmeden önce durumların süperpozisyonunda olduğunu düşünüyor.
Şekil, hidrojen atomunun yörüngelerini olasılık yoğunluklarının dağılımlarıyla (siyah - sıfır olasılık, beyaz - en yüksek olasılık) göstermektedir. Kopenhag yorumuna göre ölçüm sırasında dalga fonksiyonunda geri dönüşü olmayan bir çökme meydana gelir ve belirli bir değer alır, ancak sadece kümesi tahmin edilebilir. olası değerler, ancak belirli bir ölçümün sonucu değil.

Devam eden tartışmayı sürdürerek, 1935'te Einstein, Podolsky ve Rosen, önerilen kuantum mekaniği modelinin eksikliğini göstermesi beklenen EPR paradoksunu formüle ettiler. Makaleleri “Fiziksel gerçekliğin kuantum mekaniksel tanımının eksiksiz olduğu düşünülebilir mi?” Physical Review dergisinin 47. sayısında yayımlandı.

EPR paradoksunda, Heisenberg'in belirsizlik ilkesi zihinsel olarak ihlal edilmiştir: Ortak bir kökene sahip iki parçacığın varlığında, bir parçacığın durumunu ölçmek ve bundan, ölçümün etkilemediği diğerinin durumunu tahmin etmek mümkündür. henüz yapılmıştır. Aynı yıl bu tür teorik olarak birbirine bağımlı sistemleri analiz eden Schrödinger, bunları "dolanık" olarak adlandırdı (İng. dolaşmış). Daha sonra İngilizce dolaşmış ve İngilizce dolaşmaİngilizce yayınlarda yaygın terimler haline geldi. Schrödinger'in parçacıkların yalnızca birbirleriyle fiziksel olarak etkileşime girdikleri sürece dolaşık olduğunu düşündüğünü belirtmek gerekir. Olası etkileşimlerin sınırlarının ötesine geçildiğinde dolaşma ortadan kalktı. Yani terimin Schrödinger'deki anlamı şu anda anlaşılandan farklıdır.

Einstein, EPR paradoksunu herhangi bir gerçek fiziksel olgunun açıklaması olarak değerlendirmedi. Bu kesinlikle belirsizlik ilkesinin çelişkilerini göstermek için yaratılmış zihinsel bir yapıydı. 1947'de Max Born'a yazdığı bir mektupta, dolaşmış parçacıklar arasındaki bu bağlantıyı "uzaktan ürkütücü eylem" (Almanca) olarak adlandırdı. spukhafte Fernwirkung, İngilizce uzaktan ürkütücü eylem Born'un çevirisinde):

Bu nedenle buna inanamıyorum, çünkü (bu) teori, fiziğin (bazı) tüyler ürpertici uzun vadeli etkiler olmadan, zaman ve mekandaki gerçekliği yansıtması gerektiği ilkesiyle bağdaşmaz.

Orijinal metin(Almanca)

Ich cann aber deshalb nicht ernsthaft daran glauben, weil die Theorie mit Grundsatz unvereinbar ist, dass die Physik eine Wirklichkeit in Zeit ve Raum darstellen soll, ohne spukhafte Fernwirkungen.

- “Dolaşık sistemler: kuantum fiziğinde yeni yönler”

Zaten Physical Review'un bir sonraki sayısında Bohr, cevabını paradoksun yazarlarıyla aynı başlığı taşıyan bir makalede yayınladı. Bohr'un destekçileri, cevabının tatmin edici olduğunu ve EPR paradoksunun kendisinin, Einstein ve destekçilerinin kuantum fiziğindeki "gözlemci"nin özünü yanlış anlamalarından kaynaklandığını düşünüyorlardı. Genel olarak çoğu fizikçi, Kopenhag Yorumunun felsefi karmaşıklığından basitçe geri çekilmiştir. Schrödinger denklemi işe yaradı, tahminler sonuçlarla örtüştü ve pozitivizm çerçevesinde bu yeterliydi. Gribbin bunun hakkında şöyle yazıyor: "A noktasından B noktasına gitmek için sürücünün arabasının kaputunun altında neler olduğunu bilmesine gerek yok." Gribbin, kitabının epigrafı olarak Feynman'ın sözlerini kullandı:

Kimsenin kuantum mekaniğini anlamadığını sorumlu bir şekilde ifade edebileceğimi düşünüyorum. Mümkünse kendinize "Bu nasıl mümkün olabilir?" diye sormayı bırakın; çünkü henüz kimsenin kaçamadığı bir çıkmaza sürükleneceksiniz.

Bell eşitsizlikleri, deneysel eşitsizlik testleri

Bu durumun fiziksel teori ve pratiğin gelişimi açısından pek başarılı olmadığı ortaya çıktı. İrlandalı fizikçi John Bell onlarla ilgilenmeye başlayana kadar "Dolaşıklık" ve "uzaktan ürkütücü etkiler" neredeyse 30 yıl boyunca göz ardı edildi. Bohm'un fikirlerinden ilham alan Bell (bkz. De Broglie-Bohm teorisi), EPR paradoksu analizine devam etti ve 1964'te eşitsizliklerini formüle etti. Matematiksel ve fiziksel bileşenleri oldukça basitleştirerek Bell'in çalışmasının, dolaşık parçacıkların durumlarının istatistiksel ölçümlerinde açıkça fark edilebilen iki durumla sonuçlandığını söyleyebiliriz. Eğer iki dolaşmış parçacığın ayrılma anında durumları belirlenirse, o zaman bir Bell eşitsizliğinin geçerli olması gerekir. Eğer iki dolanık parçacığın durumu, bunlardan birinin durumu ölçülmeden önce belirlenmemişse, o zaman başka bir eşitsizliğin geçerli olması gerekir.

Bell'in eşitsizlikleri olası fiziksel deneyler için teorik bir temel sağladı, ancak 1964'ten itibaren teknik temel bunların gerçekleştirilmesine henüz izin vermiyordu. Bell eşitsizliklerini test eden ilk başarılı deneyler Clauser tarafından gerçekleştirildi. (İngilizce) Rusça ve 1972'de Friedman. Sonuçlar, bir çift dolaşık parçacığın üzerinde ölçüm yapılmadan önce durumunun belirsizliğini ima etti. Ancak 1980'lere kadar kuantum dolaşıklığı çoğu fizikçi tarafından "kullanılabilecek klasik olmayan yeni bir kaynak değil, daha ziyade nihai açıklamayı bekleyen bir kafa karışıklığı" olarak görülüyordu.

Ancak Clauser'ın grubunun deneylerini Aspe'nin deneyleri izledi. (İngilizce) Rusça 1981'de. Klasik Aspe deneyinde (bkz.) kaynaktan yayılan toplam dönüşü sıfır olan iki foton akışı S, Nicolas prizmalarına gönderildi A Ve B. Bunlarda çift kırılma nedeniyle her fotonun polarizasyonu temel olanlara ayrıldı ve ardından ışınlar dedektörlere yönlendirildi. d+ Ve D-. Dedektörlerden fotoçoğaltıcılar aracılığıyla gelen sinyaller kayıt cihazına girdi R Bell'in eşitsizliğinin hesaplandığı yer.

Hem Friedmann-Klauser hem de Aspe deneylerinden elde edilen sonuçlar, açıkça Einstein'ın yerel gerçekçiliğinin yokluğunu desteklemektedir. Bir düşünce deneyinden çıkan "ürkütücü uzun menzilli aksiyon" nihayet fiziksel bir gerçekliğe dönüştü. Yerelliğe son darbe 1989'da Greenberger-Horn-Zeilinger çoklu bağlantılı eyaletleriyle geldi. (İngilizce) Rusça kuantum ışınlanmanın temelini atan kişi. 2010 yılında John Clauser (İngilizce) Rusça , Alain Aspe (İngilizce) Rusça ve Anton Zeilinger, "ilkelere temel kavramsal ve deneysel katkılarından dolayı" Wolf Fizik Ödülü'ne layık görüldü. kuantum fiziğiözellikle de dolaşık kuantum durumları kullanılarak Bell'in eşitsizliklerinin (veya bu eşitsizliklerin genişletilmiş versiyonlarının) giderek daha karmaşık hale gelen bir dizi testi için."

Modern sahne

2008 yılında, Cenevre Üniversitesi'nden bir grup İsviçreli araştırmacı, iki dolaşık foton akışını 18 kilometrelik bir mesafeye yaymayı başardı. Diğer şeylerin yanı sıra bu, daha önce ulaşılamayan doğrulukla zaman ölçümlerinin yapılmasını mümkün kıldı. Sonuç olarak, bir tür gizli etkileşim meydana gelirse, yayılma hızının, ışığın boşluktaki hızından en az 100.000 kat daha yüksek olması gerektiği bulundu. Daha düşük hızlarda zaman gecikmeleri fark edilecektir.

Aynı yılın yazında Avusturya'dan başka bir grup araştırmacı (İngilizce) Rusça Zeilinger'ın da aralarında bulunduğu bilim adamları, La Palma ve Tenerife adalarındaki laboratuvarlar arasında 144 kilometrelik bir mesafeye dolaşık foton akışları yayarak daha da büyük bir deney gerçekleştirmeyi başardılar. Bu kadar büyük ölçekli bir deneyin işlenmesi ve analizi devam ediyor, en son sürüm Rapor 2010 yılında yayımlandı. Bu deneyde, ölçüm sırasında nesneler arasındaki yetersiz mesafenin ve ölçüm ayarları seçiminin yetersiz özgürlüğünün olası etkisini dışlamak mümkün oldu. Sonuç olarak kuantum dolaşıklık ve buna bağlı olarak gerçekliğin yerel olmayan doğası bir kez daha doğrulandı. Doğru, üçüncü bir olası etki daha var; örneklemin tamamı yeterli değil. Üç potansiyel etkinin aynı anda ortadan kaldırılacağı bir deney, Eylül 2011'den itibaren geleceğe yönelik bir konudur.

Dolaşmış parçacık deneylerinin çoğu fotonları kullanır. Bu, dolaşık fotonların elde edilmesinin ve bunları dedektörlere iletilmesinin göreceli kolaylığı ve ayrıca ölçülen durumun ikili doğası (pozitif veya negatif sarmallık) ile açıklanmaktadır. Ancak kuantum dolanıklık olgusu diğer parçacıklar ve onların durumları için de mevcuttur. 2010 yılında Fransa, Almanya ve İspanya'dan uluslararası bir bilim insanı ekibi, dolaşık cisimleri elde etti ve inceledi. kuantum durumları karbon nanotüplerden yapılmış katı bir süper iletken içindeki elektronlar, yani kütleli parçacıklar. 2011 yılında araştırmacılar, tek bir rubidyum atomu ile 30 metre mesafeyle ayrılmış bir Bose-Einstein yoğunlaşması arasında bir kuantum dolaşıklık durumu yaratmayı başardılar.

Rus dili kaynaklarında olgunun adı

İstikrarlı bir İngilizce terimiyle Kuantum dolaşıklığıİngilizce yayınlarda oldukça tutarlı bir şekilde kullanılan Rusça eserlerde çok çeşitli kullanımlar görülmektedir. Konuyla ilgili kaynaklarda bulunan terimler arasında (alfabetik sıraya göre) şunları sayabiliriz:

Bu çeşitlilik, belirlenmiş iki nesnenin nesnel varlığı da dahil olmak üzere çeşitli nedenlerle açıklanabilir: a) devletin kendisi (İng. kuantum dolaşıklığı) ve b) bu ​​durumda gözlemlenen etkiler (eng. uzaktan ürkütücü eylem ), birçok Rusça eserde terminolojiden ziyade bağlam bakımından farklılık gösterir.

Matematiksel formülasyon

Dolaşmış kuantum durumlarının elde edilmesi

En basit durumda kaynak S Dolaşmış foton akışları, üzerine belirli bir frekans ve yoğunluktaki bir lazer akışının yönlendirildiği belirli bir doğrusal olmayan malzeme tarafından sunulur (tek yayıcılı devre). Kendiliğinden parametrik saçılma (SPR) sonucunda çıkışta iki polarizasyon konisi elde edilir H Ve V Dolaşmış kuantum durumunda (bifotonlar) foton çiftlerini taşıyor.

Kuantum dolaşıklığı 1970'lerde nispeten yakın zamanda pratikte incelenmeye başlanan kuantum mekaniksel bir olgudur. Aşağıdaki gibidir. Bir olay sonucunda aynı anda iki fotonun doğduğunu düşünelim. Örneğin, belirli özelliklere sahip bir lazerin doğrusal olmayan bir kristal üzerine ışınlanmasıyla bir çift kuantum dolaşmış foton elde edilebilir. Bir çiftte üretilen fotonlar farklı frekanslara (ve dalga boylarına) sahip olabilir, ancak frekanslarının toplamı orijinal uyarılmanın frekansına eşittir. Ayrıca kristal kafes temelinde dik polarizasyonlara sahiptirler, bu da uzaysal ayrılmalarını kolaylaştırır. Bir parçacık çifti doğduğunda, korunum yasalarının karşılanması gerekir; bu, iki parçacığın toplam özelliklerinin (polarizasyon, frekans) önceden bilinen, kesin olarak tanımlanmış bir değere sahip olduğu anlamına gelir. Bundan, bir fotonun özelliklerini bilerek diğerinin özelliklerini kesinlikle doğru bir şekilde bilebileceğimiz sonucu çıkar. Kuantum mekaniği ilkelerine göre, ölçüm anına kadar parçacık birkaç olası durumun süperpozisyonundadır ve ölçüm sırasında süperpozisyon kaldırılır ve parçacık tek bir durumda kalır. Çok sayıda parçacığı analiz ederseniz, o zaman her durumda, bu durumun süperpozisyondaki olasılığına karşılık gelen belirli bir parçacık yüzdesi olacaktır.

Peki dolanık parçacıkların durumlarının süperpozisyonuna, içlerinden birinin durumu ölçüldüğünde ne olur? Kuantum dolaşıklığın paradoksal ve mantığa aykırı doğası, ikinci fotonun karakteristiğinin tam olarak birincinin karakteristiğini ölçtüğümüz anda belirlenmesi gerçeğinde yatmaktadır. Hayır, bu teorik bir yapı değil, bu etrafımızdaki dünyanın deneysel olarak doğrulanan sert gerçeğidir. Evet, ışık hızını bile aşan, sonsuz bir hızda gerçekleşen etkileşimin varlığına işaret ediyor. Bunun insanlığın yararına nasıl kullanılacağı henüz çok net değil. Kuantum hesaplama, kriptografi ve iletişim alanındaki uygulamalara yönelik fikirler var.

Viyanalı bilim insanları, ışığın kuantum doğasına dayanan tamamen yeni ve son derece mantık dışı bir görüntüleme tekniği geliştirmeyi başardılar. Onların sisteminde görüntü, nesneyle hiçbir zaman etkileşime girmeyen ışıktan oluşuyor. Teknoloji kuantum dolanıklık ilkesine dayanıyor. Bununla ilgili bir makale Nature dergisinde yayınlandı. Çalışmaya Kuantum Optiği ve Kuantum Bilgisi Enstitüsü (IQOQI), Viyana Kuantum Bilimi ve Teknolojisi Merkezi (VCQ) ve Viyana Üniversitesi'nden araştırmacılar katıldı.

Viyanalı bilim adamlarının deneyinde, dolanık foton çiftlerinden birinin spektrumun kızılötesi kısmında bir dalga boyu vardı ve numuneden geçen de bu fotondu. Kardeşinin kırmızı ışığa karşılık gelen bir dalga boyu vardı ve bir kamera tarafından tespit edilebiliyordu. Lazer tarafından üretilen ışık demeti iki yarıya bölündü ve yarılar iki doğrusal olmayan kristale yönlendirildi. Nesne iki kristal arasına yerleştirildi. Bu, Erwin Schrödinger'in folklora çoktan taşınmış olan spekülatif deneyindeki karakterin onuruna oyulmuş bir kedi silüetiydi. İlk kristalden gelen kızılötesi foton ışını ona yönlendirildi. Daha sonra bu fotonlar, kedinin görüntüsünden geçen fotonların yeni doğmuş kızılötesi fotonlarla karıştığı ikinci kristalden geçti, böylece iki kristalden hangisinde doğduklarını anlamak tamamen imkansız hale geldi. Üstelik kamera kızılötesi fotonları hiç tespit etmedi. Her iki kırmızı foton ışını birleştirildi ve alıcı cihaza gönderildi. Kuantum dolanıklığın etkisi sayesinde, nesne hakkında bir görüntü oluşturmak için gerekli tüm bilgileri sakladıkları ortaya çıktı.

Görüntünün, dış hatları kesilmiş opak bir plaka değil, ışığı absorbe etmeyen ancak kızılötesi fotonun geçişini yavaşlatan ve fotonlar arasında faz farkı yaratan hacimsel bir silikon görüntü olduğu bir deneyde de benzer sonuçlar elde edildi. görüntünün farklı yerlerinden geçiyor. Bu tür bir esnekliğin, kızılötesi fotonlarla kuantum dolaşma durumunda olan ancak görüntüden asla geçmeyen kırmızı fotonların fazını da etkilediği ortaya çıktı.

Albert Einstein parçacıklar arasındaki "ürkütücü" uzun menzilli iletişime hayran kaldığında, onun hakkında düşünmüyordu. genel teori görelilik. Einstein'ın asırlık teorisi, büyük nesneler dokuyu deforme ettiğinde yerçekiminin nasıl oluştuğunu anlatıyor...

Albert Einstein parçacıklar arasındaki "ürkütücü" uzun menzilli çiftleşmeye hayran kaldığında, genel görelilik teorisini düşünmüyordu. Einstein'ın asırlık teorisi, devasa nesneler uzay ve zamanın dokusunu çarpıttığında yerçekiminin nasıl ortaya çıktığını anlatıyor. Einstein'ın korkusunun o tüyler ürpertici kaynağı olan kuantum dolaşıklığı, genellikle yerçekimi üzerinde çok az etkisi olan küçük parçacıkları içerir. Bir toz zerresi, tıpkı atomaltı bir parçacığın uzayı bükmesi gibi, yatağı deforme eder.

Ancak teorik fizikçi Mark Van Raamsdonck, dolaşıklık ve uzay-zamanın aslında ilişkili olduğundan şüpheleniyor. 2009 yılında, dolaşıklık olmadan uzayın kendini ayakta tutamayacağını hesapladı. Kuantum dolaşıklığın kozmik uzay-zamanın dokusunu bir araya getiren iğne olduğunu gösteren bir makale yazdı.

Birçok dergi onun çalışmalarını yayınlamayı reddetti. Ancak yıllar süren ilk şüphecilikten sonra, dolanıklığın uzay-zamanı şekillendirdiği fikrini keşfetmek fizikteki en sıcak trendlerden biri haline geldi.

Caltech'ten teorik fizikçi John Preskill, "Fiziğin derin temellerinden bakıldığında her şey uzayın dolaşıklaştığına işaret ediyor" diyor.

2012'de, bir kara deliğin içindeki ve dışındaki dolaşık parçacıkların paradoksunu ortaya koyan başka bir provokatif makale ortaya çıktı. Bir yıldan kısa bir süre sonra, bu alandaki iki uzman radikal bir çözüm önerdi: Solucan delikleriyle birbirine bağlanan dolaşmış parçacıklar, Einstein'ın öncülüğünü yaptığı ve artık bilim kurguda olduğu kadar fizik dergilerinde de sıklıkla yer alan uzay-zaman tünelleri. Eğer bu varsayım doğruysa, dolanıklık Einstein'ın düşündüğü tüyler ürpertici uzun menzilli bağlantı değil, uzaydaki uzak noktaları birbirine bağlayan son derece gerçek bir köprüdür.


Pek çok bilim insanı bu fikirleri dikkate değer buluyor. İÇİNDE son yıllar Görünüşte ilgisiz uzmanlık alanlarından fizikçiler bu dolaşma, uzay ve solucan delikleri alanında bir araya geldi. Bir zamanlar hatasız kuantum bilgisayarları yaratmaya odaklanan bilim insanları, şimdi evrenin kendisinin karmaşık bir dolaşma ağı içinde uzay-zamanı sessizce programlayan bir kuantum bilgisayar olup olmadığını merak ediyor. Üniversiteden Van Raamsdonk "Her şey inanılmaz bir şekilde ilerliyor" diyor Britanya Kolumbiyası Vancouver'da.

Fizikçilerin uzay-zaman ile dolanıklığın bu evliliğinin onları nereye götüreceğine dair büyük umutları var. Genel Görelilik, uzay-zamanın nasıl çalıştığını zekice anlatıyor; Yeni araştırmalar, uzay-zamanın nereden geldiğine ve kuantum mekaniğinin yönettiği en küçük ölçeklerde nasıl göründüğüne dair perdeyi kaldırabilir. Dolaşıklık, henüz farklı olan bu alanları bir kuantum yerçekimi teorisinde birleştirecek ve bilim adamlarının kara deliğin içindeki koşulları ve kara delikten sonraki ilk anlarda evrenin durumunu anlamalarına olanak tanıyacak gizli bileşen olabilir. Büyük patlama.

Hologramlar ve çorba kutuları

Van Raamsdonk'un 2009'daki aydınlanması birdenbire gerçekleşmedi. Kökleri, uzayın hacmini sınırlayan bir sınırın, içinde yer alan tüm bilgileri içerebileceği fikri olan holografik prensibe dayanmaktadır. Holografik prensibi uygularsak günlük yaşam, o zaman meraklı bir çalışan, kare bir ofisin dış duvarlarına bakarak ofisteki her şeyi (bir yığın kağıt, aile fotoğrafları, köşedeki oyuncaklar, hatta bilgisayarın sabit diskindeki dosyalar bile) mükemmel bir şekilde yeniden oluşturabilir.

Duvarların iki boyutu ve ofis iç kısmının üç boyutu göz önüne alındığında bu fikir çelişkilidir. Ancak 1997'de, o zamanlar Harvard'da sicim teorisyeni olan Juan Maldacena, holografik prensibin evren hakkında neler ortaya çıkarabileceğine dair ilgi çekici bir örnek verdi.

Yerçekiminin hakim olduğu uzay-zamana benzeyen ancak bir takım tuhaf niteliklere sahip olan anti-de Sitter uzayı ile başladı. Öyle bir kavislidir ki, belirli bir yere yayılan ışık, sonunda geldiği yere geri dönecektir. Evren genişlese de anti-de Sitter uzayı esnemiyor veya büzülmüyor. Bu özelliklerden dolayı, dört boyutlu (üç uzaysal ve bir zaman) anti-de Sitter uzayının bir parçası, üç boyutlu bir sınırla çevrelenebilir.

Maldacena anti-de Sitter uzay-zaman silindirine değindi. Bir silindirin her yatay dilimi, içindeki uzayın durumunu temsil eder. şu anda silindirin dikey boyutu zamanı temsil eder. Maldacena silindirini hologramlı bir çerçeveyle çevreledi; Anti-de Sitter alanı bir kutu çorba olsaydı, o zaman sınır bir etiket olurdu.

İlk bakışta bu sınırın (etiketin) silindiri doldurmakla hiçbir ilgisi yok gibi görünüyor. Örneğin sınır "etiketi" yerçekiminin değil kuantum mekaniğinin kurallarına uyar. Ancak yerçekimi “çorbanın” içeriğindeki boşluğu tanımlar. Maldacena, etiketin ve çorbanın aynı şey olduğunu ifade etti; Sınırdaki kuantum etkileşimleri, bu sınırın kapsadığı anti-de Sitter uzayını mükemmel bir şekilde tanımlar.

Preskill, "İki teori tamamen farklı görünüyor, ancak tamamen aynı şeyi açıklıyorlar" diyor.


Maldacena, 2001 yılında holografik denkleme dolaşıklığı da ekledi. Her biri birer kara delik içeren iki çorba kutusunun içindeki uzayı hayal etti. Daha sonra, ilk kez 1935'te Einstein ve Nathan Rosen tarafından önerilen, uzay-zamanda bir tünel olan solucan deliğini kullanarak kara delikleri birbirine bağlayan, ev yapımı bir bardak telefonun eşdeğerini yarattı. Maldacena, kutu etiketleri üzerinde bu uzay-zaman ilişkisinin eşdeğerini yaratmanın bir yolunu arıyordu. İşin püf noktasının kafa karışıklığı olduğunu fark etti.

Bir solucan deliği gibi, kuantum dolanıklığı da belirgin bir ilişkisi olmayan nesneleri birbirine bağlar. Kuantum dünyası bulanık bir yerdir: Bir elektron, ölçümler kesin bir cevap verene kadar süperpozisyon durumunda aynı anda her iki yönde de dönebilir. Ancak iki elektron dolaşmışsa, birinin spininin ölçülmesi, deneycinin diğer elektronun spinini bilmesine olanak tanır; partner elektron süperpozisyon durumunda olsa bile. Bu kuantum bağlantısı, elektronlar metrelerce, kilometrelerce ya da ışıkyıllarıyla ayrılmış olsa bile devam ediyor.

Maldacena, bir etiketteki parçacıkları diğerindeki parçacıklarla dolaştırarak, kutuların solucan deliği bağlantısının kuantum mekaniksel olarak mükemmel bir şekilde tanımlanabileceğini gösterdi. Holografik prensip bağlamında dolaşıklık, uzay-zaman parçalarının fiziksel olarak birbirine bağlanmasına eşdeğerdir.

Dolanıklığın uzay-zamanla olan bu bağlantısından ilham alan Van Raamsdonck, dolanıklığın uzay-zamanı şekillendirmede ne kadar büyük bir rol oynayabileceğini merak etti. Bir kutu kuantum çorbası üzerindeki en saf etiketi hayal etti: anti-de Sitter uzayının boş diskine karşılık gelen beyaz. Ancak kuantum mekaniğinin ilkelerine göre boş uzayın asla tamamen boş olmayacağını biliyordu. Yüzen ve kaybolan parçacık çiftleriyle doludur. Ve böylece geçici parçacıklar birbirine karışıyor.

Böylece Van Raamsdonck holografik etiketin üzerine hayali bir açıortay çizdi ve ardından etiketin bir yarısındaki parçacıklar ile diğer yarısındaki parçacıklar arasındaki kuantum dolaşıklığını matematiksel olarak kırdı. Karşılık gelen anti-de Sitter uzayı diskinin ikiye bölünmeye başladığını keşfetti. Sanki dolaşmış parçacıklar uzay ve zamanın dokusunu yerinde tutan kancalarmış gibi; onlar olmadan uzay-zaman parçalanır. Van Raamsdonck dolaşma derecesini düşürdükçe, uzayın ayrılmış bölgelere bağlanan kısmı, sakızdan uzanan kauçuk bir iplik gibi inceliyor.

"Bu bana uzayın varlığının dolaşıklığın varlığıyla başladığını düşündürdü."

Cesur bir iddiaydı ve Van Raamsdonck'un 2010 yılında Genel Görelilik ve Yerçekimi dergisinde yayınlanan çalışmasının ciddi ilgi görmesi zaman aldı. İlgi ateşi, Santa Barbara'daki Kaliforniya Üniversitesi'nden dört fizikçinin, kara deliğin geri dönüşü olmayan nokta olan olay ufku hakkındaki geleneksel bilgeliğe meydan okuyan bir makale yazdığı 2012 gibi erken bir tarihte alevlendi.

Güvenlik duvarının ardındaki gerçek

1970'lerde teorik fizikçi Stephen Hawking, Van Raamsdonck'ın daha sonra kuantum sınırında analiz ettiği türden dolaşık parçacık çiftlerinin olay ufkunda bozunabileceğini gösterdi. Biri kara deliğe düşüyor, diğeri ise Hawking radyasyonu denilen ışınla birlikte kaçıyor. Bu süreç yavaş yavaş kara deliğin kütlesini tüketiyor ve sonunda ölümüne yol açıyor. Ancak kara delikler kaybolursa, içeriye düşen her şeyin kaydı da kaybolacaktır. Kuantum teorisi bilginin yok edilemeyeceğini belirtir.

1990'lara gelindiğinde aralarında Stanford'dan Leonard Susskind'in de bulunduğu birçok teorik fizikçi bu soruna bir çözüm önerdi. Evet dediler, kara deliğe madde ve enerji düşüyor. Ancak dışarıdan bir gözlemcinin bakış açısından bu malzeme hiçbir zaman olay ufkunu geçmez; kenarda dengede görünüyor. Sonuç olarak olay ufku, kara deliğin içindeki uzaya ilişkin tüm bilgileri içeren holografik bir sınır haline gelir. Sonunda kara delik buharlaştığında bu bilgi Hawking radyasyonu şeklinde kaçar. Prensip olarak bir gözlemci bu radyasyonu toplayabilir ve kara deliğin içi hakkındaki tüm bilgileri yeniden oluşturabilir.

Fizikçiler Ahmed Almheiri, Donald Marolf, James Sully ve Joseph Polchinsky 2012 tarihli bir makalelerinde resimde bir sorun olduğunu söylediler. Bir kara deliğin içinde ne olduğuna dair bulmacanın parçalarını bir araya getirmeye çalışan bir gözlemci için, bulmacanın tüm ayrı parçalarının (Hawking radyasyon parçacıkları) birbiriyle dolaşmış olması gerektiği belirtildi. Ayrıca her Hawking parçacığının, kara deliğe düşen orijinal ortağıyla dolaşmış olması gerekiyor.

Maalesef kafa karışıklığı tek başına yeterli değil. Kuantum teorisi, bir kara deliğin dışındaki tüm parçacıklar arasında dolaşıklığın var olabilmesi için, bu parçacıkların kara deliğin içindeki parçacıklarla dolaşıklığının hariç tutulması gerektiğini belirtir. Ayrıca fizikçiler, dolaşmalardan birinin kopmasının, olay ufkunda güvenlik duvarı adı verilen, aşılmaz bir enerji duvarı oluşturacağını keşfettiler.

Pek çok fizikçi, kara deliklerin aslında içeriye girmeye çalışan her şeyi buharlaştırdığından şüphe duyuyor. Ancak bir güvenlik duvarının var olma ihtimali endişe verici düşüncelerin ortaya çıkmasına neden oluyor. Fizikçiler daha önce bir kara deliğin içindeki boşluğun neye benzediğini merak ediyorlardı. Artık kara deliklerin bu “içeriye” sahip olup olmadığından emin değiller. Preskill, herkesin teslim olmuş göründüğünü belirtiyor.

Ancak Susskind istifa etmedi. Bilginin bir kara deliğin içinde kaybolmadığını kanıtlamak için yıllarını harcadı; bugün o da güvenlik duvarı fikrinin yanlış olduğuna inanıyor ancak bunu henüz kanıtlayamadı. Bir gün Maldacena'dan gizemli bir mektup aldı: "İçinde pek bir şey yoktu" diyor Susskind. - Yalnızca ER = EPR.” Şu anda Princeton'daki İleri Araştırma Enstitüsü'nde bulunan Maldacena, 2001'deki çorba kutularıyla yaptığı çalışmaları değerlendirdi ve solucan deliklerinin, güvenlik duvarı sorununun yarattığı karmaşayı çözüp çözemeyeceğini merak etti. Susskind bu fikri hızla benimsedi.

2013 yılında Alman Fortschritte der Physik dergisinde yayınlanan bir makalede Maldacena ve Susskind, bir solucan deliğinin (teknik olarak Einstein-Rosen köprüsü veya ER) kuantum dolaşıklığın uzay-zaman eşdeğeri olduğunu belirtti. (EPR, mitolojik kuantum dolaşıklığını ortadan kaldırdığı varsayılan Einstein-Podolsky-Rosen deneyini ifade eder). Bu, Hawking radyasyonunun her parçacığının, başlangıç ​​noktasından ne kadar uzakta olursa olsun, uzay-zaman boyunca kısa bir yol aracılığıyla doğrudan kara deliğin iç kısmına bağlı olduğu anlamına gelir.

Susskind, "Bir solucan deliğinden geçerseniz, uzaktaki şeylerin o kadar da uzak olmadığı ortaya çıkar" diyor.

Susskind ve Maldacena, tüm Hawking parçacıklarını toplamayı ve onları bir kara deliğe dönüşene kadar parçalamayı önerdi. Bu kara delik dolanık olacaktır, yani bir solucan deliği ile orijinal kara deliğe bağlanacaktır. Bu hile, paradoksal olarak kara delikle ve birbirleriyle dolaşmış olan Hawking parçacıklarından oluşan karışık bir yığını, bir solucan deliğiyle birbirine bağlanan iki kara deliğe dönüştürdü. Aşırı karışıklık çözüldü ve güvenlik duvarı sorunu çözüldü.

Tüm bilim insanları ER = EPR kervanına katılmadı. Susskind ve Maldacena, solucan delikleri ile dolanıklığın eşdeğerliğini kanıtlamak için hala yapacak çok işleri olduğunu kabul ediyorlar. Ancak güvenlik duvarı paradoksunun sonuçları üzerinde düşündükten sonra birçok fizikçi, kara deliğin içindeki uzay-zamanın varlığını dışarıdaki radyasyonla dolanıklığa borçlu olduğu konusunda hemfikir. Preskill, bunun önemli bir içgörü olduğunu belirtiyor çünkü bu aynı zamanda evrendeki tüm uzay-zaman dokusunun, içinde bulunduğumuz bölge de dahil olmak üzere, kuantum ürkütücülüğünün ürünü olduğu anlamına geliyor.

Uzay bilgisayarı

Evrenin uzay-zamanı dolaşıklık yoluyla inşa ettiğini söylemek bir şeydir; Evrenin bunu nasıl yaptığını göstermek bambaşka bir şey. Preskill ve meslektaşları bu zor görevi üstlendiler ve uzayı devasa bir kuantum bilgisayar olarak değerlendirmeye karar verdiler. Neredeyse yirmi yıldır bilim insanları, geleneksel bilgisayarların çözemediği sorunları çözmek için fotonlar veya küçük çipler gibi dolaşmış öğelerde kodlanmış bilgileri kullanan kuantum bilgisayarları oluşturmak için çalışıyorlar. Preskill'in ekibi bu çabalardan elde ettiği bilgileri, bir çorbanın içindeki bireysel ayrıntıların karmaşıklıklarla dolu bir etikette nasıl görünebileceğini tahmin etmek için kullanıyor.

Kuantum bilgisayarlar, depolama ortamı olarak durumların üst üste bindiği bileşenlerden yararlanarak çalışır; bunlar aynı anda hem sıfır hem de bir olabilir. Ancak süperpozisyon durumu çok kırılgandır. Örneğin aşırı ısı, bir durumu ve onun içerdiği tüm kuantum bilgisini yok edebilir. Preskill'in bir kitaptaki yırtık sayfalara benzettiği bu bilgi kayıpları kaçınılmaz görünüyor.

Ancak fizikçiler buna bir kuantum hata düzeltme protokolü oluşturarak yanıt verdiler. Bilim insanları, bir kuantum bitini depolamak için tek bir parçacığa güvenmek yerine, verileri birden fazla dolaşık parçacık arasında paylaşıyor. Preskill, kuantum hata düzeltme dilinde yazılmış bir kitabın saçmalıklarla dolu olacağını, ancak sayfaların yarısı eksik olsa bile tüm içeriğinin kurtarılabileceğini söylüyor.

Kuantum hata düzeltmesi son yıllarda oldukça fazla ilgi gördü ancak Preskill ve meslektaşları artık doğanın bu sistemi uzun zaman önce ortaya çıkardığından şüpheleniyorlar. Haziran ayında, Günlük Yüksek Enerji Fiziği bölümünden Preskill ve ekibi, holografik bir sınırda birçok parçacığın birbirine dolanmasının, yerçekimi tarafından bir anti-de Sitter uzay parçası içine çekilen tek bir parçacığı nasıl mükemmel bir şekilde tanımladığını gösterdi. Maldacena, bu bulgunun yol açabileceğini söylüyor daha iyi anlama hologramın kendisini çevreleyen uzay-zamanın tüm ayrıntılarını nasıl kodladığını.

Fizikçiler, düşüncelerinin gerçeklikle eşleşmesi için kat etmesi gereken uzun bir yol olduğunu kabul ediyorlar. Anti-de Sitter uzayı fizikçilere iyi tanımlanmış bir sınırla çalışma avantajını sunarken, Evren'in çorba kutusunun üzerinde bu kadar net bir etiketi yok. Uzaydaki uzay-zaman dokusu Büyük Patlama'dan bu yana genişlemektedir ve bunu artan bir hızla yapmaya devam etmektedir. Uzaya bir ışık hüzmesi gönderseniz dönüp dönmez; uçacak. "Nasıl belirleneceği belli değil holografik teori Bizim Evrenimiz,” diye yazmıştı Maldacena 2005 yılında. "Hologram yerleştirmek için uygun bir yer yok."

Bununla birlikte, tüm bu hologramlar, çorba kutuları ve solucan delikleri kulağa ne kadar tuhaf gelse de, kuantum ürkütücülüğünün uzay-zaman geometrisiyle birleşmesine yol açacak umut verici yollar olabilirler. Solucan delikleri üzerine yaptıkları çalışmalarda Einstein ve Rosen olası kuantum çıkarımlarını tartıştılar ancak kendilerininkilerle bağlantı kurmadılar. erken çalışmalar kafa karışıklığıyla. Bugün bu bağlantı, genel göreliliğin kuantum mekaniğini kuantum yerçekimi teorisiyle birleştirmeye yardımcı olabilir. Böyle bir teoriyle donanmış fizikçiler, madde ve enerjinin uzayda sonsuz küçük bir noktaya sığdığı genç Evrenin durumunun gizemlerini çözebilirler. yayınlandı

Kuantum mekaniğinin en tartışmalı olgusu olan ve Albert Einstein'ın "uzaktan ürkütücü eylem" olarak adlandırdığı kuantum dolaşıklığı, iddia edildiğinden çok daha "karışık" olabilir. modern teoriler. Washington ve New York üniversitelerinden fizikçiler, bu fenomenin, modern bilim kurguya göre, Evrenin bir kısmından diğerine hızlı geçiş sağlayabilen, uzay-zamanın varsayımsal özellikleri olan solucan delikleriyle ilgili olduğuna inanıyor.

Kuantum dolanıklığı, çoklu cisim sisteminin kuantum durumlarının birbirine bağlandığı olgudur. Bu bağlantı, nesneler aralarında bilinen hiçbir etkileşimin meydana gelmeyeceği mesafelerde ayrılmış olsa bile korunur. Ayrıca fiziksel kavram içerisinde kısa menzil ve uzun menzil kavramları da bulunmaktadır. Kısa mesafe teorisine göre, cisimler arasındaki etkileşim üçüncü bir bağlantı kullanılarak ve sonlu bir hız değeriyle iletilir. Örneğin, bir elektromanyetik alan kullanan elektromanyetik etkileşim. Uzun menzilli etki teorisine göre, nesneler arasındaki etkileşim ek bir unsur olmaksızın boşluk yoluyla ve herhangi bir mesafeye iletilir. Bu durumda etkileşim sonsuz yüksek hızda gerçekleşir. Örnek olarak kuvveti verebiliriz. evrensel yerçekimi Newton'un yerçekimi teorisinden.

Kuantum dolanıklığın bir sonucu olarak, bir grup parçacık, bir parçacığın davranışını diğerlerinin davranışına göre belirleyecek şekilde etkileşime girer. Örneğin, bir çift dolaşık parçacıkta, eğer bir parçacığın belirli bir dönüşe sahip olduğu gözlenirse, diğer parçacığın da tam tersi bir dönüşe sahip olduğu gözlemlenecektir. Einstein bu etkileşimi hayalet olarak adlandırdı çünkü parçacıklar birbirinden ne kadar uzakta olursa olsun dolaşıklık devam ediyor. Bir parçacığın davranışı değişirse, onunla ilişkili parçacığın davranışı da aynı anda değişir.

İki kara delik arasındaki solucan deliği. Kaynak: Alan Stonebraker/Amerikan Fizik Derneği

Son zamanlarda yapılan araştırmalar, iki kara deliğin önce birbirine dolanması, ardından belirli bir mesafeyle ayrılması durumunda solucan delikleri olarak adlandırılan özelliklerin aynı olduğunu göstermiştir. Kara delikler evrenin zıt uçlarında olsa bile bir solucan deliği onları birbirine bağlayabilir. Ancak kara delikler ister bir atom kadar büyük olsun, isterse Güneşimizden daha büyük olsun (ki Evrenin her yerinde gözlenir), çekimleri o kadar güçlüdür ki ışık bile onun çekim etkisinden kaçamaz. Eğer iki kara delik dolanık olsaydı, ilk kara deliğin olay ufkunun ötesinde bulunan bir kişi, ikinci kara deliğin olay ufkunun ötesinde neler olduğunu hâlâ bilemezdi. Karşı uçtaki kişiyle iletişim kurabilmek için her ikisinin de kendi kara deliklerine girmeleri gerekecekti. O zaman çevredeki alan aynı olacaktır.



Başka makaleler öneriyoruz

İşte size basit bir bilmece, çözün

İşte size basit bir bilmece, çözün

Nanokümelerin sınıflandırılması

Nanokümelerin sınıflandırılması