Чтобы справиться с квантовой теорией, ученые заглянули по ту сторону пространства и времени

Физики предложили эксперимент, которые может помочь нам сделать выбор между крайностями, чтобы описать поведение вселенной.

Предположение сделали ученые из Швейцарии, Бельгии, Испании и Сингапура. Результаты опубликованы в издании Nature Physics. Работа основана на том, что ученые называют «скрытым неравенством влияния». Она показывает, как квантовые прогнозы бросают вызов нашему лучшему пониманию свойств пространства и времени, теории относительности Эйнштейна.

Мы заинтересованы тем, можно ли объяснить пугающие явления, которые мы наблюдаем, не жертвуя смыслом вещей, происходящих в пространстве и времени“, сказал один из исследователей Жан-Даниэль Банкал, один из исследователей, которые провели исследователи из университета Женевы (Швейцария).

Удивительно, но есть реальная перспектива выполнения этого теста.

Значения квантовой теории беспокоили физиков с момента ее изобретения в начале 20 века. Проблема в том, что квантовая теория прогнозирует причудливое поведение частиц, такое как сцепленность, когда две частицы ведут себя одинаково и взаимосвязано, даже если расположены далеко друг от друга. Это нарушает наше понимание причины и следствия в пространстве и времени. Физики называют такое поведение „нелокальным“.

Именно Эйнштейн впервые привлек внимание к тому, что он назвал „призрачным действием на расстоянии“, предсказанным квантовой механикой. Ученые предположили, что, во-первых, идентичное поведение частиц может быть подстроено заранее, либо все дело в сигнале между частицами.

В 1960-х Джон Белл придумал первый тест, чтобы понять, насколько сцепленные частицы соответствуют здравому смыслу. В частности, тест „неравенства Белла“ проверяет, основано ли поведение двух частиц на предшествующих измерениях. Если измерения нарушают неравенство, пары частиц делают то, о чем гласит квантовая теория: действуют без каких-либо „локальных скрытых переменных, определяющих их судьбу. Стартовав в 1980-х, эксперименты снова и снова находили нарушения „неравенств Белла“.

Казалось, квантовая теория победила. Однако обычные тесты неравенств Белла никогда не могут полностью убить надежду на здравый смысл, включая сигналы, которые не исключают принципы относительности. Именно потому ученые намереваются разработать новое неравенство, которое непосредственно исследовало бы роль сигналов.

Эксперименты уже показали, что если есть желание объяснить положение вещей, основываясь на сигналах, они должны двигаться быстрее света — со скоростью, большей скорости света в 10000 раз. Тем, кто знает, что относительность Эйнштейна устанавливает скорость света как универсальный предел скорости, идея сигналов, путешествующих со скоростью в 10000 раз больше скорости света, запускает сигнал тревоги. Однако у физиков есть еще одно решение: такие сигналы могут пребывать как «скрытые влияния“ — негодные ни для какого употребления, и потому не нарушающие относительность. Если только сигналы могут использоваться для коммуникаций со скоростью выше световой, они открыто противоречат относительности.

Новое неравенство скрытого влияния показало, что это решение не работает, когда дело касается квантовых прогнозов. Чтобы получить неравенство, которое производит измерение сцепленности между четырьмя частицами, ученые рассмотрели, какие поведения возможны для четырех частиц, которые связаны скрытыми влияниями и путешествуют на некоторой произвольной конечной скорости.

Математически эти ограничения описывают 80-мерный объект. Тестируемое скрытое влияние — граница тени, которую 80-мерный объект отбрасывает в 44 измерениях. Ученые показали, что квантовые прогнозы могут лежать за этой границей, а это значит, что они противоречат одному из предположений. Вне границы влияния не могут оставаться скрытыми или должны обладать бесконечной скоростью.

Экспериментальным группам уже удалось спутать четыре частицы, а потому тест будет выполнен в ближайшем будущем (хотя для измеримого значения придется улучшить точность экспериментов). Такой тест сведется к измерению одного числа. Во вселенной, следующей стандартным релятивистским законам, которые мы используем, пределом является 7. Если природа ведет себя так, как предсказывает квантовая физика, результат может достичь значения 7,3.

Если же результат больше 7, то есть если квантовая природа мира подтверждается — что все это значит и как влияет на свойства пространства и времени?

Здесь доступны два выбора. С одной стороны, есть выбор бросить вызов относительности и раскрыть влияния, что означает принять коммуникации со скоростью выше скорости света. Относительность — успешная теория, которую ученым не удастся легко поставить под сомнение, а потому для многих физиков это выглядит как наиболее широкая возможность.

Другая возможность — признать, что влияние должно быть бесконечно быстрым, или что существует некий процесс, который имеет эквивалентный эффект, когда рассматривается с учетом свойств пространства и времени. Текущий тест не способен это различить. Так или иначе, это означает, что вселенная является весьма нелокальной, то есть каждый бит вселенной может быть связан с любым другим битом в любом другом месте немедленно. Возможность таких связей оспаривает интуитивное понимание и предоставляет еще одно экстремальное решение, но более предпочтительное для коммуникаций со скоростью выше скорости света.

Наш результат придает вес идее, согласно которой квантовые корреляции так или иначе являются результатом внешних свойств пространства и времени, то есть ни одна пространственно-временная теория не способна описать их“, заключил профессор Николас Гисин из университета Женевы (Швейцария).

29.10.2012




Высокие технологии



Кажется, искусственный интеллект вот-вот получит новый импульсКажется, искусственный интеллект вот-вот получит ...

Ученые из Оксфордского университета вмест...

Новый сплав на основе вольфрама противостоит радиации без поврежденийНовый сплав на основе вольфрама противостоит ради...

Больше всего новинка востребована в среде...

Открыты свойства идеального катализатораОткрыты свойства идеального катализатора

Эффективные и недорогие химические процес...

Особое строение атома серы позволило открыть его новые свойстваОсобое строение атома серы позволило открыть его ...

Исследование позволит использовать его эл...

Роботы наступают на ритейлРоботы наступают на ритейл

Ритейлер Walmart объявил о планах оснасти...

Эксперимент NOvA представил убедительные доказательства осцилляций антинейтриноЭксперимент NOvA представил убедительные доказате...

Уже более трех лет в эксперименте NO...

Китай снова всех удивил, подарив миру особую электроникуКитай снова всех удивил, подарив миру особую элек...

Китайские учёные разработали умное покрытие, к...

6 преимуществ интеллектуального освещения6 преимуществ интеллектуального освещения

Умное освещение продолжает завоёвывать популяр...

Компания Sony возрождает собаку-роботаКомпания Sony возрождает собаку-робота

Японский гигант электроники Sony встречает нов...

Ученые создали гибрид робота и стрекозыУченые создали гибрид робота и стрекозы

Ученые уже давно пытаются создать гибрид

Открыта возможность программировать спины дырОткрыта возможность программировать спины дыр

Наномасштабные магнитные перфорированные решет...

Вы слыхали, как звучит квантовая музыка?Вы слыхали, как звучит квантовая музыка?

Квантовая механика устанавливает пределы чувст...

Разработан новый метод для анализа структуры фотонного кристаллаРазработан новый метод для анализа структуры фото...

Новая технология, разработанная учеными из&nbs...

Созданы роботы, способные двигаться на светуСозданы роботы, способные двигаться на свету

Если бы не отсутствие нужных источни...

Исследователи усовершенствовали распознавание газовИсследователи усовершенствовали распознавание газ...

Люди распознают различные запахи благодаря хим...

Ученые получили картины, написанные звукомУченые получили картины, написанные звуком

Инженеры разработали простой энергоэффективный...

Новый алгоритм повышает безопасность дроновНовый алгоритм повышает безопасность дронов

Квадрокоптеры обрели популярность среди любите

Открыта новая форма свеченияОткрыта новая форма свечения

Светящиеся в темноте наклейки, причудливы...

Shell отправит робота для работы на самых опасных месторождениях нефтиShell отправит робота для работы на самых опасных...

Как стало известно, компания Shell отправит пе...

Новое изобретение позволит чистить котельные без простоя оборудованияНовое изобретение позволит чистить котельные без ...

Трудоемкая и проблематичная очистка забит...

Кремниевые транзисторы сдают позицииКремниевые транзисторы сдают позиции

Десятилетиями исследователи пытались использов...

Высушили и обесценили: топливные элементы станут доступнееВысушили и обесценили: топливные элементы станут ...

Исследователи из университета штата Вашин...

Ученых поразили акустические свойства паутиныУченых поразили акустические свойства паутины

Новые открытия в сфере паучьего шелка мог...

Получена синтетическая кожа с памятью для роботов нового поколенияПолучена синтетическая кожа с памятью для роботов...

Роботизированные руки используются людьми уже&...

Открыт новый способ управлять электронными свойствами материалов с помощью кислородаОткрыт новый способ управлять электронными свойст...

У отельеров и материаловедов на само...

Осмий назвали потенциальным вместилищем фермионовОсмий назвали потенциальным вместилищем фермионов

В кристаллической структуре магнита вполне мож...

Открыто новое состояние молекулы водыОткрыто новое состояние молекулы воды

Нейтронное рассеяние и компьютерное модел...

Российские инновационные разработки в нефтегазовой отраслиРоссийские инновационные разработки в нефтегазово...

Несколько лет тому назад компания Уникаль...

Представлен новый метод описания искривленного светаПредставлен новый метод описания искривленного св...

Исследователи из университета Рочестера п...

Поиск на сайте

Магазин

  
Silicon Power Slim S70 60GB SSD накопитель2990.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Спасти Тасманского ДьяволаСпасти Тасманского Дьявола
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на

Новости компаний, релизы

Быстрые деньги в кредит онлайн без лишних вопросовБыстрые деньги в кредит онлайн без лишних вопросов
Инновационная платформа совершенствует кредитный скоринг клиентаИнновационная платформа совершенствует кредитный скори
Лечение сутулости – как найти эффективное решениеЛечение сутулости – как найти эффективное решение
Физика в быту и в жизни человека. Зачем вообще изучать этот предмет в школе?Физика в быту и в жизни человека. Зачем вообще изучать
Основные ошибки при выборе кредитной картыОсновные ошибки при выборе кредитной карты