Пятница, Июля 01, 2022

04-02-2022

Исследование из более чем 3800 экстрасенсорных предсказаний, сделанных профессиональными экстрасенасами, показало, что только 11 процентов были однозначно верными , в то время как контрольная группа, не являющаяся...

Daily Sift. Подробней

18-01-2022

Инопланетяне это мы? В книге утверждается, что НЛО могут пилотировать люди, путешествующие во времени . Внутри умирающего японского городка, одержимого инопланетянами . Лунные летучие мыши, венерианские динозавры и история инопланетной...

Daily Sift. Подробней

Найти Покемона!

Калифорнийский суд отклонил апелляцию о восстановлении на работе двух офицеров полиции Лос-Анджелеса, которые были уволены в 2017 году за игру в Pokémon Go при исполнении служебных обязанностей. Видеокамера...

Daily Sift. Подробней

ЗВЕЗДНЫЕ ВОЙНЫ

После того, как внимание к НЛО у народа резко возросло после публикации знаменательного доклада Пентагона, в котором США впервые признали, что в небе есть что-то такое,...

Daily Sift. Подробней

Топ-10 странных космических структур, обнаруженных в 2021 году

1. Звездный «Pac Man» в южном небе. 2. Призрачная медуза, воскресшая из мертвых. 3. Ультра-редкая планета в носу Ориона. 4. Энергетическая пушка черной дыры в форме спирали....

Daily Sift. Подробней

Когда и почему человеческий мозг уменьшился?

Главный мозговед, профессор Савельев, неоднократно указывал, что наши предки имели гораздо больший в объеме мозг, чем у современников. А сейчас человечество стремительно теряет способность думать. Заявление подобного...

Daily Sift. Подробней

Вода на Марсе:

на экваторе Красной Планеты, прямо под поверхностью найдены большие запасы воды. Ешё не так уж давно официальное научное мнение выражалось в том, что Луна, Марс и большинство...

Daily Sift. Подробней

Священник в НАСА

НАСА приняла в свои ряды священника. Но не для того, чтобы он окормлял паству астронавтов и освящал ракеты кадилом и кропилом, а в том чтобы способствовать диалогу...

Daily Sift. Подробней

Казнь египетская....

"В Египте в провинции Асуан из-за укусов скорпионов пострадали более 500 человек за сутки.Нашествие насекомых произошло из-за похолодания на юге Египта с дождем и сильным градом, который...

Daily Sift. Подробней

Замечательная схема

Руководитель Государственной Думы РФ Вячеслав Володин поручил подготовить обращение в Центробанк, чтобы тот объяснил, почему из России в 2021 году было вывезено почти все добытое за год...

Daily Sift. Подробней

Будущее влияет на прошлое?

В исследовании поведения квантовых частиц учёные из Австралийского национального университета подтвердили, что квантовые частицы могут вести себя настолько странно, что кажется, будто они нарушают принцип причинности. Этот принцип — один...

Daily Sift. Подробней

Массовая истерия в малазийской школе

Двери школы в Келантан (Малайзия) , где учащиеся подверглись "массовой истерии", были закрыты для журналистов, которые специально прибыли для освещения этого события в воскресенье (17 апреля) -...

Daily Sift. Подробней

Оригами из ДНК

  Мы часто слышим о ничтожном размере человека по сравнению с размером космоса. Но, любопытно - наши тела содержат системы космических размеров. Одним из таких примеров является...

Daily Sift. Подробней

Omote

- новая технология "цифрового макияжа", способная превратить лицо человека во все что угодно Технологии, оживляющие фасады зданий или стены комнат при помощи проецирования на них синтезированных компьютером...

Daily Sift. Подробней

"Они среди нас" (с)

Представитель Республиканской партии Тим Мюррей, проигравший на выборах, утверждает, что обошедший его Фрэнк Лукас на самом деле не человек. По словам Мюррея, Лукаса казнили на Украине и...

Daily Sift. Подробней


Пока что только фантасты сражаются с «парадоксом убитого дедушки» (вспоминается рассказ, в котором оказалось, что дедушка вообще был ни при чём, а надо было заниматься бабушкой). В физике путешествие в прошлое обычно связано с путешествием быстрее скорости света, а с этим пока было всё спокойно.

Кроме одного момента — квантовой физики. Там вообще много странного. Вот, например, классический эксперимент с двумя щелями. Если мы поместим препятствие со щелью на пути источника частиц (например, фотонов), а за ним поставим экран, то на экране мы увидим полоску. Логично. Но если мы сделаем в препятствии две щели, то на экране мы увидим не две полоски, а картину интерференции. Частицы, проходя сквозь щели, начинают вести себя, как волны, и интерферируют друг с другом.

Чтобы исключить возможность того, что частицы на лету сталкиваются друг с другом и оттого не рисуют на нашем экране две чёткие полосы, можно выпускать их поодиночке. И всё равно, через какое-то время на экране нарисуется интерференционная картина. Частицы волшебным образом интерферируют сами с собою! Это уже гораздо менее логично. Выходит, что частица проходит сразу через две щели — иначе, как она сможет интерферировать?

А дальше — ещё интереснее. Если мы попытаемся понять, через какую всё-таки щель проходит частица, то при попытке установить этот факт частицы мгновенно начинают вести себя, как частицы и перестают интерферировать сами с собою. То есть, частицы практически «чувствуют» наличие детектора у щелей. Причём, интерференция получается не только с фотонами или электронами, а даже с довольно крупными по квантовым меркам частицами. Чтобы исключить возможность того, что детектор каким-то образом «портит» подлетающие частицы, были поставлены достаточно сложные эксперименты.

Например, в 2004 году был проведён эксперимент с пучком фуллеренов (молекул C70, содержащих 70 атомов углерода). Пучок рассеивался на дифракционной решетке, состоящей из большого числа узких щелей. При этом экспериментаторы могли контролируемо нагревать летящие в пучке молекулы посредством лазерного луча, что позволяло менять их внутреннюю температуру (среднюю энергию колебаний атомов углерода внутри этих молекул).

Любое нагретое тело испускает тепловые фотоны, спектр которых отражает среднюю энергию переходов между возможными состояниями системы. По нескольким таким фотонам можно, в принципе, с точностью до длины волны испускаемого кванта, определить траекторию испустившей их молекулы. Чем выше температура и, соответственно, меньше длина волны кванта, тем с большей точностью мы могли бы определить положение молекулы в пространстве, а при некоторой критической температуре точность окажется достаточна для определения, на какой конкретно щели произошло рассеяние.

Соответственно, если бы кто-то окружил установку совершенными детекторами фотонов, то он, в принципе, мог бы установить, на какой из щелей дифракционной решетки рассеялся фуллерен. Другими словами, испускание молекулой квантов света дало бы экспериментатору ту информацию для разделения компонент суперпозиции, которую нам давал пролетный детектор. Однако никаких детекторов вокруг установки не было.

В эксперименте было обнаружено, что в отсутствии лазерного нагрева наблюдается интерференционная картина, совершенно аналогичная картине от двух щелей в опыте с электронами. Включение лазерного нагрева приводит сначала к ослаблению интерференционного контраста, а затем, по мере роста мощности нагрева, к полному исчезновению эффектов интерференции. Было установлено, что при температурах T 3000K, когда траектории фуллеренов «фиксируются» окружающей средой с необходимой точностью — как классические тела.

Таким образом, роль детектора, способного выделять компоненты суперпозиции, оказалась способна выполнять окружающая среда. В ней при взаимодействии с тепловыми фотонами в той или иной форме и записывалась информация о траектории и состоянии молекулы фуллерена. И совершенно не важно, через что идет обмен информацией: через специально поставленный детектор, окружающую среду или человека. 

Для разрушения когерентности состояний и исчезновения интерференционной картины имеет значение только принципиальное наличие информации, через какую из щелей прошла частица — а кто ее получит, и получит ли, уже не важно. Важно только, что такую информацию принципиально возможно получить.

Вам кажется, что это — самое странное проявление квантовой механики? Как бы не так. Физик Джон Уиллер предложил в конце 70-х мысленный эксперимент, который он назвал «эксперимент с отложенным выбором». Рассуждения его были просты и логичны.

Хорошо, допустим, что фотон каким-то неведомым способом узнаёт, что его будут или не будут пытаться обнаружить, до подлёта к щелям. Ведь ему надо как-то определиться — вести себя, как волна, и проходить через обе щели сразу (чтобы в дальнейшем уложиться в интерференционную картину на экране), или же прикинуться частицей, и пройти только через одну из двух щелей. Но ему это нужно сделать до того, как он пройдёт через щели, так ведь? После этого уже поздно — там либо лети, как маленький шарик, либо интерферируй по полной программе.

Так давайте, предложил Уиллер, расположим экран подальше от щелей. А за экраном ещё поставим два телескопа, каждый из которых будет сфокусирован на одной из щелей, и будет реагировать только на прохождение фотона через одну из них. И будем произвольным образом убирать экран после того, как фотон пройдёт щели, как бы он их ни решил проходить. 

image

Если мы не будем убирать экран, то по идее, на нём всегда должна быть картина интерференции. А если мы будем его убирать — тогда либо фотон попадёт в один из телескопов, как частица (он прошёл через одну щель), либо оба телескопа увидят более слабое свечение (он прошёл через обе щели, и каждый из них увидел свой участок интерференционной картины).

В 2006 году прогресс в физике позволил учёным поставить такой эксперимент с фотоном на самом деле. Выяснилось, что если экран не убирают, на нём всегда видна картина интерференции, а если убирают — то всегда можно отследить, через какую щель прошёл фотон. Рассуждая с точки зрения привычной нам логики, мы приходим к неутешительному выводу. Наше действие по решению, убираем мы экран или нет, влияло на поведение фотона, несмотря на то, что действие находится в будущем по отношению к «решению» фотона о том, как ему проходить щели. То есть, либо будущее влияет на прошлое, либо в интерпретации происходящего в эксперименте со щелями есть что-то в корне неправильное.

Австралийские учёные повторили этот эксперимент, только вместо фотона они использовали атом гелия. Важным отличием этого эксперимента является тот факт, что атом, в отличие от фотона, обладает массой покоя, а также разными внутренними степенями свободы. Только вместо препятствия со щелями и экрана они использовали сетки, созданные при помощи лазерных лучей. Это дало им возможность сразу же получать информацию о поведении частицы. 



Как и следовало ожидать (хотя, с квантовой физикой вряд ли стоит что-то ожидать), атом повёл себя точно так же, как фотон. Решение о том, будет или нет существовать на пути атома «экран», принималось на основании работы квантового генератора случайных чисел. Генератор был по релятивистским меркам разделён с атомом, то есть никакого взаимодействия между ними быть не могло.

Получается, что отдельные атомы, имеющие массу и заряд, ведут себя точно так же, как отдельные фотоны. И пусть это не самый прорывной в квантовой области опыт, но он подтверждает тот факт, что квантовый мир совсем не такой, каким мы можем его себе представлять.

***

The research is published in Nature Physics.
AddThis Social Bookmark Button
disAllow

Авторизация

Простая регистрация на сайте позволит Вам писать комментарии, читать тексты for friend only, ну.. и т.д.

PA

F

Y

ВСЁ ЭТО БЕЗ РЕКЛАМЫ

Сайт поддерживается

исключительно

материальными и

интеллектуальными

усилиями автора.

Если есть желание

поддержать

и тем и другим -

жми на кнопку ниже

Присутствуют:

Сейчас 214 гостей онлайн

Яндекс.Метрика