Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Про явление квантовой запутанности написано немало научно-популярных статей. Практически всегда это явление описывается по принципу «как оно есть». Читатель воспринимает это как некоторую незримую, чуть л ине фантастическую, связь, которая не имеет никакого формального физического описания.
Причём само её наличие в теории может нарушать главный принцип теории относительности и потому являться «чертовским действием на расстоянии». Но некоторые закономерности квантовой запутанности неплохо изучены.
Мы сейчас не полезем глубоко в математическую физику, а попробуем найти какие-то общие черты и описания, понятные любому читателю.
Парадоксально, но основное уравнение квантовой запутанности, которое именуется уравнением Дирака, также частенько называют ещё и уравнением любви. Во многих популярных источниках вы можете встретить именно такое его забавное название. Впрочем, что-то в этом есть.
Формулировка звучит примерно так: «Если две системы взаимодействуют друг с другом в течение определённого периода времени, а затем отделяются друг от друга, мы можем описать их как две разные системы. Но они уже существуют как иная уникальная система. То, что происходит с одним, продолжает влиять на другого, даже на расстоянии миль или световых лет«.
Если проявить немного романтической фантазии, то описание процесса формирования запутанности невероятно похоже на какой-то отрывок из Ромео и Джульетты.
Если две частицы в какой-то момент взаимодействовали, они остаются связанными навсегда. Расстояние при этом неважно — уравнение справедливо и для расположения объектов на разных концах Вселенной.
Но давайте отойдём от любовно-романтического восприятия к некоторому более строгому описанию. Ведь фактически мы сейчас обсуждаем математическое описание квантовой запутанности. Это превращает странное явление на уровне научно-фантастической реальности во вполне себе существующее изученное физическое явление.
То уравнение, о котором мы беседуем выглядит так (∂ + m) ψ = 0. В учебнике вы точно не увидите его сопоставление с чувствами человека, зато узнаете, что это уравнение Дирака.
Уравнение Дирака описывает поведение частиц со спином 1/2, таких как электроны. Оно указывает на то, как эти частицы взаимодействуют с окружающим пространством. Давайте разберем поэтапно каждую составляющую.
Функция ψ в уравнении представляет собой волновую функцию, которая содержит информацию о вероятности нахождения частицы в определённом месте и времени. Именно про эту функцию мы постоянно вспоминаем, когда обсуждаем на канале коллапс волновой функции или странное поведение кота Шрёдингера, который и жив и мёртв сразу. Это, без преувеличения, основная функция всего квантового мира, поскольку она описывает поведение любой квантовой частицы.
Само уравнение Дирака (∂ + m)ψ = 0 означает, что оператор частной производной (∂) и масса частицы (m) действуют на волновую функцию и равны нулю, что указывает на сохранение вероятности и энергии в системе. Из этого сохранения вероятности и энергии и следует, что несколько частиц всегда останутся связанными. Причём, расстояние не будет тут помехой.
Откуда это берётся? Всё просто. В уравнении банально нет фактора расстояния между частицам. Следовательно, помимо непосредственного эксперимента, существующее математическое описание подтверждает это чертовское действие на расстоянии (с) Эйнштейн. Насколько правилен такой подход сказать сложно. Если исходить из того, что закономерность выверена корректно, то это более чем верно.
Нам остаётся сделать вывод, что квантовая запутанность — это не просто некоторое физическое явление, которое так любят в популярной науке, а полноценно изученный факт. Как минимум, изученный на таком уровне, что имеет математическое описание. Другое дело, что из этого математического описания как раз-таки и следуют все странные феноменальные моменты, которые всегда связаны с квантовой запутанностью.
Сама логика аналогии между человеческими чувствами и квантовой запутанностью тоже весьма занятная. Но очевидно, что тут мы скорее наблюдаем преувеличение.
Обратите внимание, что на самом деле математическое описание куда более сложное и громоздкое. Мы с вами заведомо всё упростили для того, чтобы сложная путаница из формул и связей не повергла вас в ужас. На самом деле, если вам хочется более детально погрузиться в вопрос, то будет полезно проработать всю математическую модель.
Поделись видео: