Nové experimenty s kvantovým zapletením naznačujú, že realita môže byť preceňovaná

Môže to byť jedno z najlepšie strážených tajomstiev vo vede: realitu naozaj neovládame. Dva z najlepších modelov fyzikálnej reality, relativita a kvantová mechanika, sa javia ako zásadne nezlučiteľné. Tento bod je posilnený o článok a perspektívu, ktorá sa objaví Príroda neskôr. Články popisujú výsledky, ktoré ukazujú, že kvantová mechanika opisuje správanie systému lepšie ako princíp nazývaný „lokálny realizmus“.

Lokálny realizmus možno pochopiť pomerne jednoducho: vlastnosti častíc možno úplne opísať a tie vlastnosti zostávajú lokalizované, čo znamená, že vlastnosti nemožno prenášať na iné miesto rýchlejšie, ako je rýchlosť svetlo. Pravdepodobne to znie rozumne, ale tí z vás, ktorí sú oboznámení s kvantovým zapletením, tu už pravdepodobne rozpoznali problém.

Dve zapletené položky, ktoré môžu zahŕňať fotóny pohybujúce sa rýchlosťou svetla, majú vlastnosti, ktoré sú prepojené. Meranie vlastností jednej z týchto položiek spôsobí, že druhá sa okamžite prepne z neurčitého stavu do jedného s vlastnosťami definovanými jeho zapletením s druhým. Keďže zapletené predmety môžu byť v tomto prípade ďaleko od seba, zdá sa, že prenos vlastností prebieha rýchlejšie ako rýchlosť svetla.

Zdá sa, že akýkoľvek systém, ktorý sa riadi týmto druhom kvantového správania, porušuje realizmus alebo lokalitu, a problém matematicky formulovaný ako Bellove nerovnosti (pomenovaný podľa vedca, ktorý formuloval oni). Mnohí fyzici neboli spokojní s touto situáciou (vrátane Einsteina), ale niektorí sa to snažili kompenzovať vytváranie modelov, ktoré sa nazývajú „skryté premenné“, v ktorých sú vlastnosti reality, ktoré nevieme ako opatrenie. Tieto modely zabraňujú narušeniu realizmu tým, že sa zbavujú požiadavky na lokálnosť.

Tu prichádza na rad nový papier. Bol vytvorený súbor pravdepodobných modelov pre nelokalizovaný realizmus, v ktorých vládne odlišná nerovnosť s kvantovou mechanikou (nazývaná Leggettove nerovnosti, opäť podľa ich formulátora). Doteraz tieto nerovnosti odolávali experimentálnemu testovaniu. Nový článok popisuje merania so zapletenými fotónmi v experimentálnom usporiadaní, ktoré špecificky testuje Leggettove nerovnosti. Kvantová mechanika opäť prešla bez ujmy; v tomto prípade jeho úspech znamená, že najrozumnejšie modely, ktoré zachraňujú realizmus, musia byť vyradené.

Znamená to, že je čas vzdať sa reality? Zdá sa, že autori si to určite myslia a zabalili článok vyhlásením, že „Veríme, že naše výsledky silne podporujú názor, že akákoľvek budúcnosť rozšírenie kvantovej teórie, ktoré je v súlade s experimentmi, musí opustiť určité črty realistických opisov.“ Autor perspektívy je menej samozrejme; naznačuje, že len preto, že najočividnejšie spôsoby záchrany reality zasiahli, nie sú dôvody nutne uprednostňovať lokalitu pred niektorými menej príťažlivými modelmi reality.

Môže byť ťažké považovať zabíjanie našich najlepších modelov realizmu za pokrok, ale tak veda funguje. Fyzika zostane v kríze, ktorá nezabránila fyzikom v práci budú mať aspoň niekoľko menej modelov reality, o ktoré sa budú musieť starať, keď sa budú snažiť vyriešiť problém situáciu.

Najnovší blogový príspevok

Nové druhy kvetov nájdené zachované v jantáre
August 12, 2023

Detailný záber na skamenelý kvet so zakrivenými okvetnými lístkami a zachovaným peľom v strede. George PoinarKvety majú prchavú krásu, vyblednú krá...

Môžete loviť fosílie v Keni zo svojho počítača
August 12, 2023

Cestovanie do Kene za hľadaním fosílií bolo drahé a časovo náročné. Teraz už potrebujete len internetové pripojenie.Nový projekt tzv Hľadač fosílií...

Zostavte si svoj vlastný NAS disk s Raspberry Pi
August 12, 2023

Urob si sám zariadenie na ukladanie dát, ku ktorému máš prístup odkiaľkoľvek. V našej modernej prepojenej dobe, kde takmer každý nosí vo vrecku vy...