Здравствуйте, уважаемые читатели.
Как вы думаете, можно ли предсказать будущее? Но прежде, чем отвечать на этот вопрос, дочитайте статью до конца. Ведь сегодня у нас очень интересная тема, посвящённая парадоксам квантовой механики. И, возможно, прочитав статью ваше мнение поменяется.
Многие из вас наверняка слышали об эксперименте с фотоном и двумя щелями или двухщелевом опыте. Для тех, кто не знаком с этим экспериментом, сейчас я объясню его суть. Сам опыт показывает нам, что свет может проявлять себя и как волна, и как частица. Световой луч состоит из фотонов или, как их ещё называют, квантов. Суть эксперимента заключался в том, что между источником света и ровной поверхностью (регистрирующим экраном), на которую должен попадать свет от источника, ставилась пластинка с двумя щелями. Далее из источника выстреливали одиночным фотоном, который должен был пройти через щели и попасть на поверхность. И несмотря на то, что фотон был совершенно один и всегда проходил только через какую-либо одну щель, на поверхности мы видели интерференционную картину. То есть, фотон вёл себя как волна.
Но как только учёные ставили за щелями детекторы, для того чтобы понять, через какую щель проходит фотон, тот начинал вести себя как частица. И интерференционная картина исчезала. То есть, фотон каким-то образом знал, что за ним наблюдают и менял свои характеристики. Этот эффект был назван «эффектом наблюдателя». Интерпретация данного эксперимента говорит, что произошло это из-за того, что фотон перепутался с детектором, а детектор — с окружением. То есть, произошла декогеренция. Волновая функция разделилась на два отдельных мира, в каждом из которых электрон прошел только через одну из щелей.
Упс, два отдельных мира? Как такое возможно? Неужели мы с вами живём в мультивселенной? Но оставлю этот вопрос для другой статьи.
О двухщелевом эксперименте думаю вам всё понятно. Но это были только цветочки. Настоящая магия начинается в мыслительном эксперименте Джона Уилера. Который удалось реализовать физикам на практике в 1999 году. Ещё его называют экспериментом квантового ластика с отложенным выбором. В чём его суть. Берём стандартную установку из двухщелевого эксперимента, но за пластиной с щелями устанавливаем кристалл бета-бората бария. Делаем это для того, чтобы один фотон преобразовался в два запутанных фотона более низкой частоты. Из-за того что эти фотоны запутаны, мы можем производить измерения на одном фотоне, не взаимодействуя с другим. За пластиной с щелями расположим линзу, которая будет объединять фотоны из обеих щелей в детекторе №1 (см. фото). Таким образом, линза стирает информацию о том, через какую щель прошёл фотон.
Для пары других запутанных фотонов из обеих щелей мы отдельно установим светоделители таким образом, чтобы у фотона была пятидесяти процентная вероятность отразиться вниз на детектор №4 и такая же вероятность пройти прямо через светоделитель на детекторы №2 и №3 (см. фото). В детекторе №4 фотоны объединяются, поэтому нам неизвестно, через какую щель фотон пролетел. При этом детектор №2 может обнаруживать фотоны только из верхней щели, а детектор №3 только из нижней.
Когда детектор №2 регистрирует фотон, а детектор №1 его запутанного двойника, то мы видим, что это частица, а не волна. Так как на регистрирующем экране мы видим две полосы, а не интерференционную картину. То же самое будет и в случае с детектором №3. Это происходит из-за того, что мы всегда знаем через какую щель прошёл фотон.
Но когда детектор №4 регистрирует фотон, то мы видим интерференционный узор. Интерференция не пропадает в силу того, что мы не знаем через какую щель пролетел фотон. То есть, отсутствует эффект наблюдателя. И всё бы ничего, но...
Обратите внимание на длину пути до детектора №1 и детекторов №2, №3 и №4. Он намного короче. А это значит, что детектор №1 всегда быстрее обнаруживает фотон, чем его запутанные фотоны будут обнаружены другими детекторами. И как только детектор №1 обнаруживает фотон, на регистрирующем экране появляется интерференционный или двухполосный узор, задолго до того, как запутанные фотоны достигнут светоделителя. То есть, фотон каким то образом знает, отразится его запутанный двойник от светоделителя или пролетит насквозь. Прочитайте этот абзац ещё раз и задумайтесь.
Как такое возможно? Как измерение фотона в будущем может влиять на его состояние в прошлом? Оставлю вопрос открытым. Пишите в комментариях, что вы думаете по данному поводу.
Подпишись:
Наш канал: Азимут.
Мы в ВК: Азимут.
Наш Телеграм: Азимут.
Подборки статей на нашем канале:
Невероятная планета.
Необъяснимые явления.
Непознанное.
Артефакты и находки.
Технологии допотопных цивилизаций.
Откопанные города мира.
Всё о великанах.
Космос.