Нескончаемый хайп с телепортацией
Не только дали нобеля за опыты ERP, но и реально большинство ведущих физиков считает нелокальность доказанным свойством квантовых явлений, хотя практически не могут объяснить ее и хоть как-то использовать практически. Все всегда упирается в скорость света.
Вот главное, что нужно знать при рассмотрении явлений “квантовой нелокальности”.
Во всех случаях квантовой телепортации речь идет о том, что имеются два объекта, имеющие одно или несколько взаимно связанных состояний.
В опытах, доказывающих мгновенную связь таких состояний обычно используют спин электрона. Вот на примере спина и разберем принцип.
Если один электрон имеет направленность магнитного поля “вверх” то при запутанности с другим электроном магнитное поле второго будет направлено в противоположную сторону (если грубо представить электрон, вращающийся по орбите, то его заряд обязан давать магнитное поле по известному закону электродинамики, вращение или спин в реальности – направление распространения волны электромагнитного поля).
Итак, если спин одного электрона обозначить условно 1, то спин другого будет -1 (в физике число, принятое для обозначения спина электрона, имеет значение 1/2). Раньше, когда еще не говорили о “квантовых запутанностей”, ввели понятие спаривание электронов: при спаривании два электрона образуют общую волновую функцию (общую волну распространения) в разными противоположными спинами. Понятно, что если магнитик одного электрона направлен вверх, то рядом может находится только электрон с противоположным направлением магнитика, тогда они притягиваются в пару.
И если мы насильно раздвинем такие электроны, то их спины так и останутся противоположными. Вот это понятие – самое важное: ни при каких обстоятельствах при измерении спина любого из ранее спаренных электронов, их спины не меняются, т.е. никакой передачи состояния при этом не происходит потому, что все итак уже было определено.
При измерении спина мы вносим свои искажения в волновую функцию потому как любое измерение – это продукт взаимодействия, иначе не получить информацию. При этом никакого изменения в удаленном электроне не происходит, просто мы видим, что раз спине измеряемого электрона был 1, то 100% уверены в том, что спин удаленного будет -1, если только на другой электрон не было какого-то воздействия. Вот и вся песня.
Но есть опыт опыт Бэлла и Эйнштейна-Подольского-Розена (EPR), который типа доказывает, что изменение состояния одного объекта может привести к изменению состояния другого объекта, независимо от расстояния между ними. Т.е. мы изменили первоначальный спин электрона с 1 на -1 и типа разнесенный электрон меняет свой спин так же на противоположный.
Что будет, если мы поменяем спин одного из спаренных электронов? Что будет если мы изменим ориентацию одного из слипшихся магнитиков? Ясно, что другой магнитик останется слипшимся и повернется соответственно.
Что будет, если мы разнесем слипшиеся магнитики и изменим ориентацию другого? Другой никак не почувствует это. Но некоторые физики говорят, что при спаривании у двух электронов возникает общая волновая функция и при разнесении она остается общей, растягиваясь на сколь угодно большое расстояние, обеспечивая состояние слипшихся магнитиков невзирая на расстояние. Никто не может сказать, за счет какого такого вида взаимодействия может поддерживаться сущность такой общей волны. Т.е. в природе нет никаких функций, а есть волна распространения электромагнитного поля, накладывающая сама на себя и при этом обладающая уже свойствами электрона. И при спаривании двух электронов эти волны можно описать некоей волновой функцией. Но при разнесении никакой общей растягивающейся волны быть не может. Т.е. формально по теории можно описать, а в природе это невозможно.
Но опыт-то как-то показывает, что воздействие на состояние спина одного из разнесенных ранее спаренных электронов, воздействует на состояние другого. Чтобы это показать, нужно измерить спин одного электрона и передать эти данные на другой конец, чтобы измерить спин другого. И в опыте оказывается, что во многих случаях есть влияние, а в других нет (в зависимости от некоторой конфигурации приборов измерения, ниже будут подробности). И получится, что изменения происходят мгновенно, раз второй электрон как-то оказывается связанным с другим. За это недавно выдали нобелевскую премию. Никто не понимает как возможна такая связь, но опыт тоже никто не смог опровергнуть.
Вот и вся суть споров о запутанной телепортации. Но нужно сказать, что в физике немало примеров того, как теоретическая интерпретация экспериментальных данных приводит к явно неадекватному реальности результату. И в таких случаях следует больше допускать неверность такой интерпретации, чем допускать опровержении ранее надежно установленных фактов. Эйнштейн понимал незыблемость природных аксиом, но опыт EPR дает основания сомневаться до тех пор, пока не будет точно понята и описана причина такого результата.
В физике существует несколько примеров, когда теоретическая интерпретация экспериментальных данных приводит к явно неадекватному результату. Один из таких примеров - "ультрафиолетовая катастрофа" в теории электромагнитного излучения. В конце 19-го века физики пытались объяснить распределение энергии излучения тела, которое наблюдается при нагревании его до высоких температур. Классическая теория предполагала, что энергия излучения должна расти бесконечно с увеличением частоты излучения, что приводило к явно неадекватным результатам. Это стало известно как "ультрафиолетовая катастрофа". Однако, позднее Максом Планком была предложена новая теория, которая описывала распределение энергии излучения в терминах квантования энергии. По этой теории, энергия излучения распределяется дискретно, а не непрерывно, и зависит от частоты излучения. Эта теория стала известна как квантовая теория излучения и оказалась более точной, чем классическая теория.
Еще один пример неадекватных результатов в физике - это "проблема плоскости вращения" в общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Общая теория относительности представляет собой геометрическую теорию гравитации, основанную на идее, что масса и энергия искривляют пространство-время. Согласно этой теории, движение частиц в пространстве-времени определяется геометрией кривизны пространства-времени. Однако, при рассмотрении системы вращающихся тел, например, гравитационно связанных двух тел, вращающихся вокруг общего центра масс, геометрия пространства-времени должна учитывать их вращение. Это приводит к неадекватным результатам, таким как открытие новых путей движения в пространстве-времени, нарушение сохранения энергии и импульса, и другим неожиданным эффектам. Эта проблема до сих пор не полностью решена и является одной из открытых проблем в общей теории относительности.
Еще одним примером является "проблема космологических постоянных" в космологии. В своей работе Эйнштейн предложил космологическую постоянную, чтобы сохранить статичность вселенной. Однако, после того, как Эдвин Хаббл обнаружил расширение вселенной, Эйнштейн отказался от космологической постоянной, считая ее ошибочной. Сегодня, в свете новых наблюдений и экспериментов, космологическая постоянная вновь привлекла внимание, но ее значение остается загадкой и требует дальнейших исследований.
Есть теоретические интерпретации, показывающие наличие дробных зарядов (т.е. составленных меньшими частями, чем минимально возможный заряд), что явно неадекватно реальности. В рамках концепции квазичастиц-фрактонов и конденсата Фрадкина-Вольфла, квазичастицы - это электрически заряженные возбуждения в кристаллической решетке, которые могут двигаться по кристаллической решетке, как обычные частицы. Фрактоны могут иметь дробные заряды, так как они являются квазичастицами, которые не могут передавать полный заряд на другие частицы. Однако, до сих пор не было наблюдено ни одного частицы с дробным зарядом в природе.
Эти примеры показывают, что в физике теоретические модели могут приводить к неожиданным результатам, которые не соответствуют нашему классическому представлению о мире. Однако, благодаря таким результатам, мы можем расширять наше понимание о природе мира и развивать новые теории, которые могут помочь нам лучше понять окружающий нас мир. В физике существуют открытые проблемы и неадекватные результаты, которые вызывают вопросы и требуют дальнейших исследований.
В случае с опытом EPR сам факт измерения может оказывать влияние на результат измерения, что приводит к неоднозначности в интерпретации результатов эксперимента.
Подробнее разбор полетов опытов EPR: fornit.ru/562.
Проблема телепортации
Одно время работал вместе с коллегой, который очень долго и далеко добирался домой – в посёлок за городом.
И этот коллега постоянно мечтал о телепорте. Любил говорить, как было бы здорово, если бы он зашёл в телепорт, нажал кнопку - и моментально оказался дома или на работе: без утомительных и длительных поездок.
На его мечты о телепортации я резонно заметил, что существует фундаментальная проблема.
Итак, есть два типа телепортации:
1. Когда тебя разбирают на атомы, передают их в другое место и там собирают
2. Когда тебя здесь уничтожают, считывая информацию о твоей структуре, а в другом месте наново собирают, предварительно передав информацию в точку прибытия
Таким образом, фундаментальная проблема в том, что телепорт должен тебя убить в точке А и собрать кого-то другого с твоей внешностью и памятью в точке Б. А ты, человек из точки А, по факту умрёшь, — жить будет двойник в точке Б.
«Ты готов к тому, чтобы за телепортацию заплатить своей смертью?» — в итоге спросил я коллегу.
Он подумал-подумал и сказал: «Из-за таких, как ты, телепорт никогда не изобретут».
P.S.: после моего спича у коллеги прекратились разговоры и телепортации)))
P.S.(2): Всё-таки вред передовых технологий, наверное, не такой уж и миф...
Что купить, чтобы заниматься спортом на улице
Несмотря на капризы погоды, лето неумолимо приближается. Значит, занятия в спортивном зале или домашние тренировки получится заменить на активности под открытым небом. Собрали для вас товары, которые сделают уличные воркауты интереснее, увлекательнее и полезнее.
Мегамаркет дарит пикабушникам промокод килобайт. Он дает скидку 2 000 рублей на первую покупку от 4 000 рублей и действует до 31 мая. Полные правила здесь.
Для тех, кто привык заниматься один
В компактную поясную сумку поместятся телефон, ключи, кошелек или другие нужные мелочи. Во время тренировки все это не гремит и не мешает, но всегда находится под рукой. Материал сумки прочный и влагонепроницаемый, вещи в ней защищены от повреждений, царапин или пота.
С фитнес-резинкой можно тренировать все группы мышц: руки, ноги, кор, ягодицы. А еще она облегчает подтягивания и помогает мягко растягиваться. В сети можно найти огромное количество роликов с упражнениями разной степени сложности. Нагрузка легко дозируется: новичкам подойдет резинка с сопротивлением до 23 кг, опытным атлетам — до 57 кг. При этом оборудование максимально компактно и поместится даже в небольшую сумку.
Для тех, кому надоели обычные тренировки. Слэклайн — это стропа шириной 50 мм, с помощью которой осваивают хождение по канату. Тренажер учит сохранять баланс, прокачивает координацию и концентрацию, а еще дает отличную нагрузку на спину, руки и ноги.
Для активных занятий вдвоем
Настольный теннис — простой в освоении вид спорта, который отлично помогает размяться и тренирует скорость реакции. В комплект входят две ракетки, три мяча, сетка, накладка и чехол — все, что нужно, чтобы поиграть вечером во дворе с другом или устроить небольшие соревнования. Этот недорогой набор подойдет именно для развлечения и веселья, устанавливается почти на любой стол.
Еще один вид спорта, которым можно заниматься, даже не имея серьезной подготовки — бадминтон. С набором от Wish Steeltec вы сможете потренировать силу удара, побегать и просто хорошо провести время. Детали яркие, так что их трудно потерять даже на природе. Леска натянута прочно, ресурса ракеток должно хватить не на один сезон.
Фрисби воспринимается как простое пляжное развлечение. Тем не менее перекидывание друг другу тарелки задействует все группы мышц и развивает скорость реакции. Эта тарелка летит далеко и по понятной траектории — отличный снаряд для начала. Кстати, фрисби — это еще и ряд спортивных дисциплин со своими правилами и техническими сложностями, так что игра с друзьями может перерасти в серьезное увлечение.
Для большой компании
Стильный мяч из износостойкой резины отлично подходит для уличных тренировок. Вы сможете поиграть компанией в баскетбол или стритбол или просто отработать броски. При производстве используется технология сбалансированного сцепления: это значит, что снаряд не сбежит от вас и будет двигаться по стабильной траектории.
Футбол — один из самых популярных в России видов спорта. Играя, можно отлично побегать, потренировать меткость и отработать взаимодействие в команде. Футбольный мяч Torres Striker выполнен из качественного полиуретана и резины и выдержит не один десяток матчей, не потеряв упругости. Отличная балансировка и оптимальный размер делают его подходящим как для взрослых, так и для подростков. Он достаточно тяжелый, почти как в профессиональном спорте, так что совсем малышам не понравится.
Пляжный или обычный волейбол? А может быть, пионербол, как в детском лагере? Мяч TORRES SIMPLE COLOR подойдет для любой из этих игр. Камера отлично держит давление, поэтому вам не придется постоянно подкачивать его, а качественные материалы (полиуретан и бутил) сохраняют все характеристики даже при интенсивном использовании.
Для совмещения приятного и полезного
Многоскоростной велосипед с рамой 19-го размера подойдет как мужчинам, так и женщинам. Это отличный вариант для новичков: модель доступная, удобная. Поможет понять, нравится ли вам велоспорт. Конструкция велосипеда позволяет ездить по дорогам разных типов, поэтому вы сможете перемещаться по городу или отправиться в поход. Есть складной механизм — велосипед с ним легко возить в машине, на электричке и просто хранить в кладовке.
Более продвинутая модель для тех, кто уже оценил прелесть движения на двух колесах. Геометрия велосипеда предполагает вертикальную посадку. Это обеспечивает более удобное положение тела, чем на других байках. В конструкции предусмотрены детали для комфорта и безопасности: пружинная вилка с ходом 100 мм, сервисная подводка тросов и дисковые гидравлические тормоза.
Если вы не фанат велоспорта, но хотите получить свою дозу физической нагрузки, перемещаясь по городу, выбирайте самокат. В модели PLANK Magic 200 есть регулировка руля по высоте, надежные тормоза и прочная увеличенная дека из алюминия. Когда вы катаетесь на самокате, работают мышцы ног, ягодиц, спины и живота, а заодно добираетесь, куда нужно. Если вы решите сделать паузу в тренировках, самокат легко складывается для хранения.
Экипировка
Любая активность на свежем воздухе требует хорошей обуви, специально сделанной для занятий спортом. Яркие кроссовки Hoka RINCON 3 с облегченным весом амортизируют, снижают нагрузку на суставы. Выраженный рельеф подошвы обеспечивает сцепление с поверхностью вне зависимости от того, где проходит тренировка: на специальной площадке, асфальте или грунте.
Легкие женские кроссовки из линейки Clifton подходят для занятий на твердых покрытиях. Дышащий сетчатый верх поддерживает вентиляцию стоп, чтобы можно было тренироваться даже в жару. Подошва из легкой пены EVA гасит силу ударов. Кроссовки беговые, подходят для тренировок на длинных дистанциях.
Защита от солнца и перегрева
Во время занятий на свежем воздухе важно защитить голову от перегрева. С этим отлично справится легкая и светлая бейсболка — например, от GLHF. Она удобно сидит на голове, не сваливается и не отвлекает от занятий, благодаря сетке голова меньше потеет. Козырек жесткий и не мнется.
Не забудьте защитить кожу от солнца — чтобы не было мучительно больно на следующий день после тренировки под открытым небом. В этом поможет крем против пигментных пятен с сильной защитой от ультрафиолета SPF50. Водостойкая текстура легко наносится и быстро впитывается, действует два часа — потом крем нужно обновить.
Удобные и стильные солнцезащитные очки защищают глаза благодаря фильтру UV400, который поглощает до 99.99% ультрафиолета. Они выполнены из легких материалов и плотно прилегают к голове. Ударопрочные поликарбонатные линзы с антибликовым покрытием подходят для разных видов спорта.
Используйте промокод килобайт на Мегамаркете. Он дает скидку 2 000 рублей на первую покупку от 4 000 рублей и действует до 31 мая. Полные правила здесь.
Реклама ООО «МАРКЕТПЛЕЙС» (агрегатор) (ОГРН: 1167746803180, ИНН: 9701048328), юридический адрес: 105082, г. Москва, ул. Спартаковская площадь, д. 16/15, стр. 6
Телепортация кубита, путь к квантовому интернету
Несмотря на то, что подобные процессы, как и вся квантовая физика, вызывают головокружение и полное переосмысление бытия, результаты таких исследований могут разительным образом отразиться на нашей жизни. В будущем ученые намерены усовершенствовать свой телепорт, поменяв вышеописанные шаги процедуры местами. Другими словами, сначала получается кубит, а потом идет подготовка телепортации. Это крайне сложно, так как квантовая информация, которая должна быть телепортирована, должна храниться во время создания запутанности. Плюсами такого варианта протокола является возможность телепортировать данные в любой момент и делать это неоднократно.
Пока это лишь первые шаги, которые для широкой общественности практически ничего не значат. Однако в будущем подобного рода исследования могут стать основой для квантового интернета, который однозначно повлияет на множество аспектов жизни нашей цивилизации.
Полностью читать, по ссылке, текст большой,но с картинками)
По пути к портальной пушке. Учёным удалось телепортировать макрообъект
Всем привет, и да в названии поста нет ошибки. Сегодня мы с вами действительно будем говорить о телепортации. Но не о том возможна она или нет, а о том как она реализована сегодня. Потому что телепортировать макрообъекты ученные в нашей вселенной научились ещё в 2006 году, когда впервые был телепортирован газ состоящий более чем из триллиона атомов.
Лично меня это новость взбудоражила до коников мозгов, ведь например айфон был разработан в 2007, а телепортировать макрообъекты смогли годом ранее. Но про айфон знают все, а вот о телепортации совсем немногие. Но мы тут собрались не для того чтобы просто привести этот феномен в качестве факта. А для того чтобы разобраться как именно работает телепортация в нашей версии мультивселенной, а так же что у истоков телепортации стоял физик родившийся в Таганроге.
Для визуалов и аудиалов, есть бережно нарисованный и озвученный мною ролик, ну а для тех кому приятней читать, прошу под кат.
Прежде чем разбираться с тем как работает телепортация, давайте просто представим какие могут существовать способы телепортироваться. Первый, который приходит в голову, это использование кротовых нор, которые не отрицает теория относительности. Именно этот способ мусолят во всех фильмах. Помните, когда какой-нибудь учёный протыкает ручкой листок бумаги и говорит что всё элементарно – это просто кротовая нора.
Способ на самом деле довольно прост для понимания. Согласно общей теории относительности наша вселенная изгибается в четвёртом пространственном измерении и в некоторых местах возможны пограничные зоны, где пространство удалённое друг от друга очень далеко, приближается довольно близко друг к другу сквозь четвёртое измерение. При определённых условиях (например, если тыкнуть туда ручкой), две разные точки трехмерного пространства сольются в одну через дополнительное измерение, образуя туннель. Шагнул в такой и переместился мгновенно на миллиарды световых лет.
Всё бы ничего, но для того чтобы тебя в этом тоннеле не размазало, его стенки требуется укрепить специальной экзотической материей, которая будет держать туннель в стабильном состоянии. А этой самой материи у людей пока нет. Хотя не будем отчаиваться, ведь в 2018 году российские физики под руководством Игоря Ткачёва, смогли разработать теорию, согласно которой некоторые звёзды могут представлять собой громадные сгустки экзотической материи. Будем надеяться что ребята получат за это хоть какую-то премию, а мы с вами будем из этой материи лепить кротовые норы, как кролики из Алисы в стране чудес.
Данный способ наверное самый понятный, но один из самых труднодостижимых, хотя и не отрицаемых наукой. Второй способ гораздо более весёлый но и более труднопонимаемый. Для его осознания нам нужно немного копнуть в сторону квантовой механики. Дело в том что в этой области физики, электрончики это не твёрдые шарики, а волновые возмущения. Они вообще не реализованы во вселенной, пока не начнёшь его искать. А вот когда мы пытаемся его обнаружить, то начинается самое интересное, он реализуется в некоем случайном месте с разной вероятностью. Эта вероятность известна и вычисляется тем самым уравнением Шредингера, про которое конечно слышал каждый.
Согласно этому уравнению электрон ОДНОВРЕМЕННО находится в различных точках пространства, а когда мы его детектируем он тут же смущается, и остаётся только в одной из этого множества точек, в этом случае говорят о коллапсе волновой функции частицы. Конечно можно подумать что облако вероятности, до того как электрон сколопсировал, это что то вроде метафоры, ну конечно электрон не находиться одновременно везде, он просто в некой точке, а если поискать то найдём его вот тут, или вон там. А вот и нет друзья, электрон именно ОДНОВРЕМЕННО находиться во всех точках этой области сразу. Именно это и составляет основу современной химии. Самый просто пример могут нам в лицо кинуть все молекулы вселенной. При объединении атомов в молекулы их электроны принадлежат как бы всем атомам сразу. Если бы электрон, находился где то в конкретном месте, то химии не могла бы строить молекулы, ну и конечно не могла бы существовать жизнь в привычном понимании.
Не только электроны представляют из себя некое размазанное облако, но и в целом любой объект во вселенной, до того как на него обратят внимание (пронаблюдают) не что иное как облако вероятности. С одним уточнением. Чем больше размер объекта, тем больше вероятность что он реализуется при наблюдении в относительно более конкретном месте. Что это значит? Если мы пронаблюдаем электрон, то он реализуется во вселенной в некой области, причем размер этой области будет сильно превышать размер самого электрона. Эли мы пронаблюдаем кошку, то она тоже реализуется в некой области. Вот только размеры области куда может сместиться кошка, практически точно совпадают с контуром тела кошки.
Но всё же есть вероятность отличная от нуля, что вы посмотрели на кошку, и она реализовалась на диване. А секунду спустя, кошка реализовалась уже за стеной комнаты. Нет, она не убежала туда, просто мириады её атомов и электронов сколопсировани в едином порыве на некоем расстоянии от того места где были секунду назад. Причём все сместились в одну сторону. Случайно.
Разумеется вероятность такого события ничтожно мала. Настолько ничтожно что время за которое в среднем происходит подобное событие во много раз превышает время существования вселенной. Но все же волновые функции некоторых атомах нашего с вами тела, например, достигают других планет, а поэтому существует ненулевая вероятность, что вы откроете дверцу холодильника и окажетесь на другой планете.
Этим интересным свойством воспользовался Дуглас Адамс в своём романе «Автостопом по галактике», придумав «двигатель бесконечной невероятности». Прибор которой может реализовывать совершенно ничтожные вероятности и заставляющий ваши атомы колапсировать не где им вздумается, а там где вам бы хотелось. Разумеется если бы такой прибор существовал мы могли бы носиться по вселенной взад вперёд без всяких космических кораблей и прочего. Это и есть второй способ телепортации. Современная наука отвечает на вопрос о существовании подобного прибора весьма однозначно. Она говорит «я не знаю». Если первый способ, по крайней мере, не отрицается законами физики, то по поводу существования двигателя бесконечной невероятности наука попросту теряется в догадках не отвечая ни «да» ни «нет».
Неоднозначность по поводу двигателя, не означает неоднозначность по поводу самого факта телепортации атомов. На этот вопрос наука отвечает очень точно - телепортация атомов в рамках квантовой механики возможна. Ну и конечно хотелось бы иметь прибор который сумеет такую телепортации совершить. А вот тут уже прочь фантастика, такой прибор уже существует. Интрига верно?
По иронии ключом к телепортации стала работа, которая должна была забить гвозди в крышку гроба квантовой механики. И затеял её неугомонный Эйнштейн. Будучи сам пионером и революционером в классической механике, Эйнштейн очень скептически относился к новым работам в других областях, и с особым рвением выступал против квантовой механики. Квинтэссенцией этой борьбы и стала знаменитая работа 1935 года совместно с коллегой Борисом Подольским, и ассистентом Натаном Розеном. Ну и конечно пара слов о нашем соотечественнике Борисе. Он родился и вырос в Таганроге, в возрасте 16-ти лет эмигрировал в Америку, где и прожил почти всю жизнь. А так же считается, что он был не только выдающимся учёным, но и шпионом СССР с крутым кодовым именем «квант».
Вернёмся к работе этой тройки. Как мы уже знаем, целью работы было развенчание теории квантовой механики. И вот каким образом. В КМ есть такой замечательный феномен, называется запутанность электронов. Один только этот феномен достоин нескольких отдельных постов. Суть его вот в чем. Если два электрона в начальный момент времени были синхронизированы (такое состояние называется когерентным), то они способны сохранить волновую синхронизацию на большом расстоянии друг от друга. Даже если эти электроны удалить на многие световые года, они всё равно останутся связанны подобно пуповине тонкой нитью Шредингера. И если с одним из электронов что то происходит, то какая-то часть информации немедленно будет передана другому.
Для лучшего понимания представьте, что в Китае сделали пару носков, и носки эти связаны тонкой невидимой нитью. Один носок уехал в Таганрог, а второй на Филиппины. Если носок в Таганроге надели на левую ногу, то он стал левым. В ту же самую секунду носок на Филиппинах стал правым. Он стал правым мгновенно, быстрее скорости света, что конечно опровергает теорию относительности. Вот примерно то же самое с электронами. Допустим у нас есть два электрона которые когерентны, а так же известно что полный спин системы этих двух электронов равен нулю (спин – это характеристика электрона). Мы разносим их очень далеко друг от друга, а затем смотрим на спин одного из них. И оказалось что он направлен вверх. В этот момент мы узнали что спин другого направлен вниз, т.к. изначально полный спин был равен нулю. Мы получили эту информацию мгновенно, даже если между электронами были миллионы световых лет. Мы точно теперь знаем что есть электрон на другом конце галактики спин которого направлен вниз. И получили мы эту информацию быстрее скорости света. Более того. Наши электрончики до сих пор ещё связаны этой пуповиной, и если мы меняем спин одного из них, спин другого тоже меняется моментально. Вы только вдумайтесь. Всё в нашем мире взаимосвязано. Ещё со времён зарождения нашей вселенной электроны запутались между друг с другом в громадную паутину размером со вселенную, и когда вы чихаете, изменяется вся вселенная. И да, она делает это моментально, быстрее скорости света.
Сам Эйнштейн называл это явление призрачным дальнодействием и «доказывал» с его помощью несостоятельность квантовой механики, ибо ничего во вселенной не может передаваться быстрее скорости света.
В 1935-м году, на момент теоретического описания этого опыта не было средств для его практической реализации. (Опыт кстати называется парадокс ЭПР, в честь авторов, не путаем с электронно парамагнитным резонансом, который имеет такую же аббревиатуру). Но в начале 80-х, во Франции был проведён реальный опыт с детекторами расположенными на расстоянии 13 метров друг от друга. Алан Аспе совместно с коллегами измеряли спины электронов испускаемых атомами кальция, и полученные результаты в точности совпали с положением квантовой теории! Это означает что каждое ваше действие, да что там действие, каждая ваша мысль изменяет всю вселенную, переворачивая каждый её электрон с ног на голову. И это не какая-то вам эзотерика или философия. Это объективная реальность. Подтверждение этого явления добавило в фундамент квантовой механики железную арматуру, так что всем её противникам в научном мире осталось попросту развели руками.
Но неужели Эйнштейн ошибался, и существуют скорости быстрее световых. И да и нет. На самом деле информация передаётся быстрее скорости света, но она случайна, а потому не имеет смысла. Какой нам прок с того что электрон на другом конце вселенной имеет спин направленный вниз. Мы не сможем передать информацию с помощью этого метода. Данный опыт хотя и подтверждал квантовую механику, но не давал ни какой практической выгоды. До недавнего времени…
Вот мы и подошли совсем вплотную к телепортации. В 1993 году учёные из IBM продемонстрировали возможность телепортировать с помощью парадокса ЭПР материальные объекты, по крайней мере на атомарном уровне. Стоит отметить, что телепортация не совсем такая как вы думаете мол атом вот тут исчез, а вон там появился. Всё не совсем так. У нас есть два атома одного вещества. Мы можем передать на расстоянии точную информацию от одного атома к другому. Т.е. по сути превратить один атом в другой.
Давайте подробней. Допустим у нас есть два атома А и С. И мы хотим телепортировать А в С. Для этого мы вводим ещё один атом В. Атомы В и С у нас запутаны. Далее мы заставляем атом А вступить в контакт с атомом В, таким образом, что информационное содержание атома А передаётся к атому В, атомы А и В запутываются. Но мы с вами помним что В изначально был когерентен с С, и теперь информация от атома А передаётся и в атом С, причем таким образом, что атом С становиться точной копией изначального атома А, до всего этого запутывания.
А теперь чтобы всё стало в тысячу раз понятней опять возьмём пример с носками. У нас есть правый носок который мы хотим телепортировать из Таганрога на марс. Назовём его носок №0. Наш носок мы уже одевали много раз и только на правую ногу. Все знают про этот носок только одну вещь – он правый, и больше никаких характеристик у него нет. Специально обученные ребята на фабрике в Китае делают волшебную пару новых носков. Эта пара запутана между собой и каждый из пары может быть либо правым либо левым, и он всегда будет не таким как другой. Один новый носок из этой пары мы доставляем в Таганрог (носок 1), а второй отдаём Илону Маску и тот везёт его на марс (носок 2). Далее мы вводим в сцену Толю - знатного надевателя носков. На его правую ногу мы одеваем носок №0 (тот который требуется телепортировать). А на единственно оставшуюся свободную ногу одеваем носок №1 из нашей пары волшебных носков. Носок №1 принял информацию из Ноги Толи, став левым, в эту же секунду носок №2 на марсе стал правым, как раз то что нам и требовалось.
Ровно то же самое происходит и с запутанными атомами, с одним отличием. Каждый раз проворачивая свой фокус, Толя убегает в туалет или куда-нибудь где его никто не видит, снимает носки, затем одевает их на случайные ноги, и только после этого возвращает экспериментаторам. И сколько ни нюхай не понять где правый, где левый. Единственно достоверной информацией остаётся лишь то что на марсе теперь правый носок.
При телепортации объектов это означает, что изначальный объект полностью превращается в нечто неопределённое. Что в одной стороны и не плохо. Ну например, если бы атом А точно копировался в атом С, то это была бы не телепортация, а точное копирование. И в случае с макро объектами мы бы получали два совершенно идентичных объекта. А куда потом клонов девать?
После первой удачной телепортации атомов в научном мире все резко вспомнили Кроненберга, и давай кто быстрее строить телепортационные камеры. В 2004 году в Вене телепортировали свет под Дунаем на 600 метров. Ну а в 2006 совместная команда физиков из Копенгагена и Германии, телепортировали макрообъект. Газ цезия, состоящий более чем из триллиона атомов, который можно было увидеть невооружённым глазом, переместился на пол метра. Опять же переместился не сам газ. Просто в колбочке №1 был определённый газ, а другой просто газ. И вот хлоп! и определённый газ уже не в колбочке №1, а в другой.
Если допилят телепортацию людей, то выглядеть это будет примерно вот как. Одна камера в Таганроге, вторая на марсе. На заводах в Китае делаю биогель, включающий в свой молекулярный состав атомы из состава человеческого тела в том же процентном соотношении. Этими составами заполняют баки в камерах и в Таганроге и на марсе. Толю в Таганроге обмазывают с ног до головы биогелем, и хлоп! Толя уже на марсе, а в камере в Таганроге, только Кроненберг.
Разумеется, исследования не прекратились в 2006 году. Всё больше групп учёных из разных стран заняты этой проблемой. И был предложен ещё один способ телепортации. Без запутывания, и гораздо более похожий на телепортацию из научной фантастики. Объекты превращают в свет, который по проводам передают куда угодно, а затем этот свет вновь превращают в материальные объекты. И происходит всё это при помощи пятого агрегатного состояния вещества. Интересно? Я обязательно рассказу об этом в другой раз.
По поводу пруфов. Эта информация не какая то секретная. Всё довольно легко гуглится. Например вот ссылка на википедию.
Телепортация для всех
Каждый человек мечтает найти способ мгновенно перемещаться в пространстве, и научная фантастика предлагает сразу несколько вариантов телепортации. Более того, даже современное научное сообщество подтверждает возможность телепортации и работает над принципами и приборами для её осуществления.
Что же представляет из себя телепортация в XXI веке, как отличить правду от вымысла и как простому человеку во всём разобраться? Поговорим об этом.
Фантастическая телепортация.
Существует несколько способов телепортации, используемых фантастами в качестве шаблонов. Все они имеют очень мало общего с реальностью и вряд ли когда-либо будут существовать в нашем мире.
1. Портал.
Принцип действия: одна нога здесь, другая там. Человек проходит сквозь портал и сразу оказывается на большом расстоянии от точки старта. Конструкция предусматривает как минимум два связанных между собой портала. Каноничные варианты представлены в «Героях меча и магии» и «Звёздных вратах». Научное обоснование: отсутствует. Портал занимает почётное второе место среди всех популярных способов телепортации (впереди с огромным отрывом вариант «захотел — переместился»), потому что способ простой и наглядный, за что и любим фантастами. Однако, с точки зрения науки, в реальном мире такая телепортация невозможна.
Звёздные врата. Работают по принципу «Набрал нужный адрес — включил принимающий портал на той стороне». Таким образом, можно произвольно перемещаться между любыми двумя порталами, если знаешь их адреса. Общее количество порталов в фильме/сериале уверенно переваливает за тысячу.
2. Сворачивание пространства aka «Кротовая нора».
Принцип действия: отличается от портального несколько иными манипуляциями с пространством, но суть та же: одна нога здесь, другая там. Но если портал якобы образует в пространстве телепортационный туннель, то кротовая нора возникает при «сгибании ткани вселенной в пространстве».
Кротовая нора наглядно. Зелёная стрелка — маршрут телепортации.
3. Атомарное перемещение.
Принцип действия: разбираем перемещаемый объект на атомы, телепортируем атомы и собираем обратно в точке прибытия.
Атомарный телепорт. Угадай кино по одному кадру.
Как это работает — не знает никто, даже авторы, придумавшие этот способ телепортации. Однако мы к нему ещё вернёмся, когда речь пойдёт о реальных способах телепортации.
4. Гиперпространство.
Принцип действия: залезаем в четвёртое измерение и перемещаемся в нём быстрее скорости света. Как правило, внутри гигантского космолёта, потому что это измерение стремится превратить простого человека в неживого, да и вообще сверхсветовую скорость может выдержать титан/мифрил/адамантий корабельной обшивки, но никак не человеческая кожа. Если космолёт достаточно большой и мощный, то он способен телепортироваться из любой точки в любую точку. Эталонные перемещения с помощью гипера присутствуют в «Вархаммере-40к» и в «Вавилоне-5».
Пафосный спейсхалк пафосно выныривает из жуткого варпа, пафосно пропутешествовав пафосные тысячи пафосных лет. Арт на Warhammer 40 000.
Этот способ уже имеет слабое научное обоснование в виде теорий о многомерности пространства, допускающих существование параллельных вселенных и, соответственно, невидимого гиперпространства. В то же время, многомесячные путешествия сквозь гиперпространство являются полной выдумкой: для стороннего наблюдателя, живущего в реальном мире, подобное перемещение будет выглядеть мгновенным, так как скорость перемещения равна или превышает скорость света.
Пришло время сделать паузу и сказать пару слов о скорости света, потому что эта физическая постоянная играет важную роль в разговоре о телепортации.
Сегодня в науке принята точка зрения, что достичь скорости света (почти 300 000 км/с) невозможно, а на скоростях, близких к световой, время практически останавливается.
Разберём на примере. До Альфы Центавра лететь 4,5 световых года. Другими словами, за время полёта звездолёта со скоростью света к этой системе на Земле пройдёт 4,5 года. Но для пассажиров звездолёта перемещение будет мгновенным.
Летайте звездолётами Центаврианской Республики — самыми роскошными лайнерами этой четверти Галактики!
Ещё раз, на пальцах: объект, движущийся со скоростью света, в своей системе координат перемещается мгновенно, без каких-либо затрат времени.
Вот она — научная основа, телепортация возможна!!!
Ну, почти. К сожалению, достичь скорости света человек не сможет даже теоретически. Не то, что достичь — приблизиться. Для этого требуется бесконечная энергия и масса, стремящаяся к нулю. Иначе летали бы мы сейчас всей планетой по Галактике и не знали старости.)
Резюме: любая фантастическая телепортация подразумевает движение со скоростью, равной либо превышающей скорость света. В реальности такая телепортация невозможна, потому что превышение скорости света поворачивает время вспять.
Теперь пришло время поговорить о реальной телепортации.
Научная телепортация.
Современная наука заявляет: «Телепортация — возможна!»
Дальше как правило следует ряд нюансов и оговорок, о которых я сейчас расскажу максимально простым языком. Итак, способы научной телепортации:
1. Квантовая телепортация.
Представьте себе куклу-марионетку. Кукловод дёргает за нити, кукла танцует и улыбается. Грубо говоря, так и работает квантовая телепортация.
Берём систему из двух фотонов. Описываем эту систему формулой, в которой можно получить характеристики одного фотона, зная характеристики другого. Далее, согласно этой же формуле, «программируем» второй фотон через первый. При чём тут телепортация? При том, что таким способом можно программировать мгновенную реакцию связанного фотона на неограниченном расстоянии.
Джеймс Кэмерон немного разбирается в вопросе.
При этом ограничение на скорость света элегантно обходится: во-первых,у фотонов нет массы, а во-вторых, передаётся состояние объекта, а не сам объект. Конечно, об управлении собственным клоном на Плутоне речи пока нет, пока удалось лишь подтвердить теорию серией экспериментов с фотонами в режиме «Земля-спутник на орбите». В любом случае, само существование подобного способа телепортации открывает в недалёком будущем весьма широкие перспективы.
2. Субсветовая скорость.
Перемещаться со скоростью, близкой к скорости света нельзя: это противоречит существующей картине мира. Однако достичь, пускай и не околосветовых, но все равно очень высоких скоростей — задача решаемая.
Пускай полёт к Альфе Центавра будет занимать не пять лет, а пятьдесят: для пассажиров время будет течь ощутимо медленнее!
Конечно, это не полноценная телепортация: перемещение не мгновенное. Однако чем выше будет скорость — тем больше подобный способ перемещения будет похож на телепортацию.
3. Перенос сознания.
Атомарная телепортация, которую предлагают в «Стар Трэке», невозможна, потому что атомы обладают ненулевой массой и для их переноса потребуется бесконечное количество энергии. Но люди уже освоили клонирование и почти мгновенную передачу данных на большие расстояния. Если представить сознание и в целом работу мозга своеобразной «операционной системой» человеческого тела, то можно по аналогии предложить возможность переноса этой системы в другое (желательно клонированное) тело.
На пути этого способа стоит целый ряд морально-этических вопросов, да и с технической точки зрения должно пройти ещё лет 30-50, прежде чем люди научатся работать с массивами данных, сопоставимыми с человеческим мозгом. Однако именно этот способ выглядит наиболее подходящим и осуществимым для быстрой телепортации человека из точки А в точку Б. Пожалуй, это действительно единственный способ телепортации, до широкого применения которого надеется дожить автор этих строк.
Уникальный кадр переноса сознания из Лёхи в Лёху.
Эпилог. Медленная телепортация.
Идея статьи родилась, когда я ехал из Новгорода в Тверь по М-11. Это новый платник с идеальным асфальтом, по которому я преодолел 300 километров за два часа.
А два года назад, на пути из Питера в Москву, я преодолел это же расстояние по старой М-10 за пять часов.
А сто лет назад путь в 300 километров занимал трое суток. И это если в упряжке. А своим ходом добираться пришлось бы неделю.
А тысячу лет назад нормальный человек даже из дома выходить бы не стал, потому что путь в 300 километров тогда был для одинокого путника, без преувеличений, смертельно опасным.
А сейчас можно купить билет и улететь на другой конец света за двадцать часов. А на «Конкорде», который обязательно возродят — всего за пять. Это ли не телепортация? Причём, доступная если не каждому, то очень многим!
Наверное, по этой причине сейчас фантасты пишут о телепортации в основном как о межзвёздном перемещении. Чтобы сразу из одного края галактики в другой. И обязательно: одна нога здесь, другая там.
Источник: Cat_Cat. Автор: Владимир Дробенков.
Личный хештег автора в ВК - #Дробенков@catx2
5 вещей быстрее света
Верхний предел скорости известен даже школьникам: связав массу и энергию знаменитой формулой E = mc2, Альберт Эйнштейн еще в начале ХХ века указал на принципиальную невозможность ничему, обладающему массой, перемещаться в пространстве быстрее, чем скорость света в вакууме. Однако уже в этой формулировке содержатся лазейки, обойти которые вполне по силам некоторым физическим явлениям и частицам. По крайней мере, явлениям, существующим в теории.
Первая лазейка касается слова «масса»: на безмассовые частицы эйнштейновские ограничения не распространяются. Не касаются они и некоторых достаточно плотных сред, в которых скорость света может быть существенно меньше, чем в вакууме. Наконец, при приложении достаточной энергии само пространство может локально деформироваться, позволяя перемещаться так, что для наблюдателя со стороны, вне этой деформации, движение будет происходить словно быстрее скорости света.
Некоторые такие «сверхскоростные» явления и частицы физики регулярно фиксируют и воспроизводят в лабораториях, даже применяют на практике, в высокотехнологичных инструментах и приборах. Другие, предсказанные теоретически, ученые еще пытаются обнаружить в реальности, а на третьи у них большие планы: возможно, когда-нибудь эти явления позволят и нам перемещаться по Вселенной свободно, не ограничиваясь даже скоростью света.
Квантовая телепортация.
Телепортация живого существа – хороший пример технологии, теоретически допустимой, но практически, видимо, неосуществимой никогда. Но если речь идет о телепортации, то есть мгновенном перемещении из одного места в другое небольших предметов, а тем более частиц, она вполне возможна. Чтобы упростить задачу, начнем с простого – частиц.
Кажется, нам понадобятся аппараты, которые (1) полностью пронаблюдают состояние частицы, (2) передадут это состояние быстрее скорости света, (3) восстановят оригинал.
Однако в такой схеме даже первый шаг полностью реализовать невозможно. Принцип неопределенности Гейзенберга накладывает непреодолимые ограничения на точность, с которой могут быть измерены «парные» параметры частицы. Например, чем лучше мы знаем ее импульс, тем хуже – координату, и наоборот. Однако важной особенностью квантовой телепортации является то, что, собственно, измерять частицы и не надо, как не надо ничего и восстанавливать – достаточно получить пару спутанных частиц.
Например, для приготовления таких спутанных фотонов нам понадобится осветить нелинейный кристалл лазерным излучением определенной волны. Тогда некоторые из входящих фотонов распадутся на два спутанных – необъяснимым образом связанных, так что любое изменение состояния одного моментально сказывается на состоянии другого. Эта связь действительно необъяснима: механизмы квантовой спутанности остаются неизвестны, хотя само явление демонстрировалось и демонстрируется постоянно. Но это такое явление, запутаться в котором в самом деле легко – достаточно добавить, что до измерения ни одна из этих частиц не имеет нужной характеристики, при этом какой бы результат мы ни получили, измерив первую, состояние второй странным образом будет коррелировать с нашим результатом.
Механизм квантовой телепортации, предложенный в 1993 году Чарльзом Беннеттом и Жилем Брассардом, требует добавить к паре запутанных частиц всего одного дополнительного участника – собственно, того, кого мы собираемся телепортировать. Отправителей и получателей принято называть Алисой и Бобом, и мы последуем этой традиции, вручив каждому из них по одному из спутанных фотонов. Как только они разойдутся на приличное расстояние и Алиса решит начать телепортацию, она берет нужный фотон и измеряет его состояние совместно с состоянием первого из спутанных фотонов. Неопределенная волновая функция этого фотона коллапсирует и моментально отзывается во втором спутанном фотоне Боба.
К сожалению, Боб не знает, как именно его фотон реагирует на поведение фотона Алисы: чтобы понять это, ему надо дождаться, пока она пришлет результаты своих измерений обычной почтой, не быстрее скорости света. Поэтому никакую информацию передать по такому каналу не получится, но факт останется фактом. Мы телепортировали состояние одного фотона. Чтобы перейти к человеку, остается масштабировать технологию, охватив каждую частицу из всего лишь 7000 триллионов триллионов атомов нашего тела, – думается, от этого прорыва нас отделяет не более, чем вечность.
Однако квантовая телепортация и спутанность остаются одними из самых «горячих» тем современной физики. Прежде всего потому, что использование таких каналов связи обещает невзламываемую защиту передаваемых данных: чтобы получить доступ к ним, злоумышленникам понадобится завладеть не только письмом от Алисы к Бобу, но и доступом к спутанной частице Боба, и даже если им удастся до нее добраться и проделать измерения, это навсегда изменит состояние фотона и будет сразу же раскрыто.
Эффект Вавилова – Черенкова.
Этот аспект путешествий быстрее скорости света – приятный повод вспомнить заслуги российских ученых. Явление было открыто в 1934 году Павлом Черенковым, работавшим под руководством Сергея Вавилова, три года спустя оно получило теоретическое обоснование в работах Игоря Тамма и Ильи Франка, а в 1958 г. все участники этих работ, кроме уже скончавшегося Вавилова, были награждены Нобелевской премией по физике.
В самом деле, теория относительности говорит лишь о скорости света в вакууме. В других прозрачных средах свет замедляется, причем довольно заметно, в результате чего на их границе с воздухом можно наблюдать преломление. Коэффициент преломления стекла равен 1,49 – значит, фазовая скорость света в нем в 1,49 раза меньше, а, например, у алмаза коэффициент преломления уже 2,42, и скорость света в нем снижается более чем в два раза. Другим частицам ничто не мешает лететь и быстрее световых фотонов.
Именно это произошло с электронами, которые в экспериментах Черенкова были выбиты высокоэнергетическим гамма-излучением со своих мест в молекулах люминесцентной жидкости. Этот механизм часто сравнивают с образованием ударной звуковой волны при полете в атмосфере на сверхзвуковой скорости. Но можно представить и как бег в толпе: двигаясь быстрее света, электроны проносятся мимо других частиц, словно задевая их плечом – и на каждый сантиметр своего пути заставляя сердито излучать от нескольких до нескольких сотен фотонов.
Вскоре такое же поведение было обнаружено и у всех других достаточно чистых и прозрачных жидкостей, а впоследствии излучение Черенкова зарегистрировали даже глубоко в океанах. Конечно, фотоны света с поверхности сюда действительно не долетают. Зато сверхбыстрые частицы, которые вылетают от небольших количеств распадающихся радиоактивных частиц, время от времени создают свечение, возможно, худо-бедно позволяющее видеть местным жителям.
Излучение Черенкова – Вавилова нашло применение в науке, ядерной энергетике и смежных областях. Ярко светятся реакторы АЭС, битком набитые быстрыми частицами. Точно измеряя характеристики этого излучения и зная фазовую скорость в нашей рабочей среде, мы можем понять, что за частицы его вызвали. Черенковскими детекторами пользуются и астрономы, обнаруживая легкие и энергичные космические частицы: тяжелые невероятно трудно разогнать до нужной скорости, и излучения они не создают.
Пузыри и норы.
Вот муравей ползет по листу бумаги. Скорость его невелика, и на то, чтобы добраться от левого края плоскости до правого, у бедняги уходит секунд 10. Но стоит нам сжалиться над ним и согнуть бумагу, соединив ее края, как он моментально «телепортируется» в нужную точку. Нечто подобное можно проделать и с нашим родным пространством-временем, с той лишь разницей, что изгиб требует участия других, невоспринимаемых нами измерений, образуя туннели пространства-времени, – знаменитые червоточины, или кротовые норы.
Кстати, согласно новым теориям, такие кротовые норы – это некий пространственно-временной эквивалент уже знакомого нам квантового феномена запутанности. Вообще, их существование не противоречит никаким важным представлениям современной физики, включая общую теорию относительности. Но вот для поддержания такого туннеля в ткани Вселенной потребуется нечто, мало похожее на настоящую науку, – гипотетическая «экзотическая материя», которая обладает отрицательной плотностью энергии. Иначе говоря, это должна быть такая материя, которая вызывает гравитационное... отталкивание. Трудно представить, что когда-нибудь эта экзотика будет найдена, а тем более приручена.
Своеобразной альтернативой кротовым норам может служить еще более экзотическая деформация пространства-времени – движение внутри пузыря искривленной структуры этого континуума. Идею высказал в 1993 году физик Мигеле Алькубьерре, хотя в произведениях фантастов она звучала намного раньше. Это как космический корабль, который движется, сжимая и сминая пространство-время перед своим носом и снова разглаживая его позади. Сам корабль и его экипаж при этом остаются в локальной области, где пространство-время сохраняет обычную геометрию, и никаких неудобств не испытывают. Это прекрасно видно по популярному в среде мечтателей сериалу «Звездный путь», где такой «варп-двигатель» позволяет путешествовать, не скромничая, по всей Вселенной.
Тахионы.
Фотоны – частицы безмассовые, как и нейтрино и некоторые другие: их масса в покое равна нулю, и чтобы не исчезнуть окончательно, они вынуждены всегда двигаться, и всегда – со скоростью света. Однако некоторые теории предполагают существование и куда более экзотических частиц – тахионов. Масса их, фигурирующая в нашей любимой формуле E = mc2, задается не простым, а мнимым числом, включающим особый математический компонент, квадрат которого дает отрицательное число. Это очень полезное свойство, и сценаристы любимого нами сериала «Звездный путь» объясняли работу своего фантастического двигателя именно «обузданием энергии тахионов».
В самом деле, мнимая масса делает невероятное: тахионы должны терять энергию, ускоряясь, поэтому для них все в жизни обстоит совсем не так, как мы привыкли думать. Сталкиваясь с атомами, они теряют энергию и ускоряются, так что следующее столкновение будет еще более сильным, которое отнимет еще больше энергии и снова ускорит тахионы вплоть до бесконечности. Понятно, что такое самоувлечение просто нарушает базовые причинно-следственные зависимости. Возможно, поэтому изучают тахионы пока лишь теоретики: ни единого примера распада причинно-следственных связей в природе пока никто не видел, а если вы увидите, ищите тахион, и Нобелевская премия вам обеспечена.
Однако теоретики все же показали, что тахионы, может, и не существуют, но в далеком прошлом вполне могли существовать, и, по некоторым представлениям, именно их бесконечные возможности сыграли важную роль в Большом взрыве. Присутствием тахионов объясняют крайне нестабильное состояние ложного вакуума, в котором могла находиться Вселенная до своего рождения. В такой картине мира движущиеся быстрее света тахионы – настоящая основа нашего существования, а появление Вселенной описывается как переход тахионного поля ложного вакуума в инфляционное поле истинного. Стоит добавить, что все это вполне уважаемые теории, несмотря на то, что главные нарушители законов Эйнштейна и даже причинно-следственной связи оказываются в ней родоначальниками всех причин и следствий.
Скорость тьмы.
Если рассуждать философски, тьма – это просто отсутствие света, и скорости у них должны быть одинаковые. Но стоит подумать тщательнее: тьма способна принимать форму, перемещающуюся куда быстрее. Имя этой формы – тень. Представьте, что вы показываете пальцами силуэт собаки на противоположной стене. Луч от фонаря расходится, и тень от вашей руки становится намного больше самой руки. Достаточно малейшего движения пальца, чтобы тень от него на стене сместилась на заметное расстояние. А если мы будем отбрасывать тень на Луну? Или на воображаемый экран еще дальше?..
Едва заметное мановение – и она перебежит с любой скоростью, которая задается лишь геометрией, так что никакой Эйнштейн ей не указ. Впрочем, с тенями лучше не заигрываться, ведь они легко обманывают нас. Стоит вернуться в начало и вспомнить, что тьма – это просто отсутствие света, поэтому никакой физический объект при таком движении не передается. Нет ни частиц, ни информации, ни деформаций пространства-времени, есть только наша иллюзия того, что это отдельное явление. В реальном же мире никакая тьма не сможет сравниться в скорости со светом.
Как подготовить машину к долгой поездке
Взять с собой побольше вкусняшек, запасное колесо и знак аварийной остановки. А что сделать еще — посмотрите в нашем чек-листе. Бонусом — маршруты для отдыха, которые можно проехать даже в плохую погоду.
Квантовая телепортация: все, что вы хотели узнать, но боялись спросить
В прошлом месяце произошло сразу два интересных события в сфере квантовых технологий: китайские ученые телепортировали фотоны света с наземной станции на космический спутник и прошла ежегодная конференция ведущих экспертов квантовой физики в Москве. Изданию Business Insider удалось поймать на ней доктора Юджина Ползика из Института Нильса Бора, одного из ведущих специалистов квантовой телепортации, и расспросить его по самым разным вопросам, включая о выдающемся успехе его китайских коллег.
«Телепортации подобного рода проводились в лабораторных условиях начиная еще с 1997 года, однако китайским ученым удалось достичь этого удивительного технологического эффекта при большом расстоянии», — отметил Ползик.
В 2012 году команда европейских ученых успешно телепортировала фотоны между двумя Канарскими островами. Между передающим и принимающим устройствами расстояние составляло 141 километр. Китайским же исследователям удалось побить этот рекорд в июле, когда они успешно телепортировали фотоны на расстояние более 500 километров.
Мы давно мечтаем о подобной технологии из «Звездного пути», хотя наша интуиция всегда говорила о том, что телепортация в принципе невозможна. Однако физика нашего реального мира, в котором мы ежедневно пребываем, мало похожа на физику мира квантов. Здесь законы падающего камня с обрыва скалы и управляющие электронами и отдельными фотонами света полностью отличаются от того, что мы привыкли видеть. Поэтому в таком причудливом мире возможно практически все, в том числе и телепортация. На как во всем этом разобраться? Начать следует с квантовой запутанности.
Что такое квантовая запутанность?
Иногда две квантовые частицы оказываются зеркально связанными. Чтобы ни происходило с одной из этих частиц, то же самое будет происходить и с другой. Даже если они разделены большими расстояниями. Они по-прежнему остаются двумя отдельными объектами, но при этом являются идентичными во всем. Когда две частицы разделяют между собой свои состояния, то такие частицы называются запутанными.
«Предположим, я создал пару запутанных фотонов», — объясняет Ползик.
«Я оставляю один у себя, а другой отправляю с помощью лазера на находящийся на орбите космический спутник, надеясь на то, то фотон достигнет точки назначения. Телепортацию можно считать успешной только при разделении состояния запутанности двух фотонов между передающей и получающей станциями».
Основная техническая сложность процесса телепортации заключается в передаче фотона на некое расстояние от запутанной частицы-партнера. В случае с китайским экспериментом, один фотон находился в лаборатории на Земле, а второй был успешно отправлен к орбитальному спутнику. Изменения, произошедшие с фотоном на Земле в рамках манипуляций ученых, отразились также и на фотоне, находящемся в космосе, – это и есть квантовая телепортация в чистом виде.
Как понять, получил ли спутник нужный фотон, а не какую-то случайную частицу света?
Сделать это относительно просто благодаря процессу, называемому спектральной фильтрацией. Он позволяет ученым определить и проследить за отдельными фотонами света, маркируя их уникальным идентификационным номером.
«Вам известна частота фотона, который вы посылаете, вам известна его направленность. Спутник направлен на источник отправки, располагающийся на Земле. Если вы располагаете очень хорошим оптическим оборудованием с обеих сторон, то эта оптика видит исключительно источник, и ничего больше», — продолжает объяснение Ползик.
Метод спектральной фильтрации безразличен к «шуму» в виде других фотонов. Например, при проведении того же эксперимента на Канарских островах передача проводилась при ясном солнечном небе.
Происходила передача миллионов фотонов на спутник, но до точки назначения добрались только 900. Почему?
Чем дальше вы пытаетесь отправить запутанный фотон, тем менее эффективным становится этот процесс. Более того, атмосфера Земли находится в постоянном движении, поэтому потерять фотоны на их пути следования в открытый космос проще простого.
«Даже если бы там не было атмосферы, вам по-прежнему необходимо фокусировать луч света, чтобы он был направлен на спутник. Если посветить лазерной указкой на ладонь, то точка света будет маленькой, но стоит только удалить лазер, и точка становится больше – это закон дифракции», — говорит Ползик.
С земли свету довольно сложно пробиться к космосу (к оптическому приемнику, установленному на орбитальный спутник). Он сильно искажается, поэтому большинство фотонов просто уходит в никуда.
«Добиться успешной телепортации можно лишь на очень коротком промежутке времени. В общем смысле это очень непрактично, но тем не менее способы применения данной технологии можно найти», — продолжает Ползик.
Квантовая телепортация – это возможность мгновенной передачи данных?
Не совсем. Телепортируемые объекты не исчезают, а затем вновь появляются где-то еще. Ученые используют состояние запутанности для передачи информации о квантовом состоянии одного фотона на другой. Без этой информации фотону придется физически преодолевать всю дистанцию между передатчиком и приемником. И опять же, информация не передается мгновенно. Такое возможно только тогда, когда отправитель проводит измерение квантового состояния своего фотона, тем самым изменяя состояния фотона на приемнике. Из-за квантовой запутанности по сути один фотон «становится» другим фотоном.
Так для чего все это нужно?
Квантовая телепортация способна доказать концепт возможности создания сверхзащищенной мировой коммуникационной сети. Как ключ, открывающий замок, сообщение переданное по квантовой сети достигнет только того адресата, который обладает правильно запутанным фотоном, который позволит это сообщение получить и прочитать.
Альберт Эйнштейн однажды назвал квантовую запутанность «жутким дальнодействием», но это дальнодействие является фундаментальным компонентом, благодаря которому все работает. И однажды он может стать драйвером нашего безопасного общения в будущем.