Language
Country/Area
No result found
Тайна скрытых переменных: насколько глубоко Эйнштейн подвергал сомнению квантовую механику?
Мир квантовой механики полон странных и глубоких явлений, и один из самых захватывающих вопросов — существуют ли скрытые переменные. Основная идея теории скрытых переменных заключается в том, что при наличии некоторых необнаруженных локальных переменных поведение частиц можно предсказать более точно, а не полагаться исключительно на случайность квантовой механики. Самым известным критиком этой точки зрения был Альберт Эйнштейн, выдающийся учёный, который подверг сомнению целостность квантовой механики и считал, что для понимания поведения микроскопического мира необходимо более фундаментальное объяснение.
«Бог не играет в кости». Это предложение наглядно иллюстрирует скептицизм Эйнштейна относительно случайности и способствовало ожесточенным дебатам между квантовой механикой и теорией резких изменений.
Эти идеологические дебаты начались в 1935 году, когда Эйнштейн, Подольский и Розен опубликовали знаменитую статью, известную как статья ЭПР. В статье поднимается противоречие, а именно, что явление квантовой запутанности, по-видимому, указывает на то, что частицы могут мгновенно влиять на состояния друг друга, что нарушает принцип «локальности», пропагандируемый Эйнштейном. Согласно этому принципу, передача любой информации не может превышать скорость света, однако поведение квантовой запутанности, по-видимому, нарушает это правило.
Однако основы теории были еще больше расширены с предложением теоремы Белла Джоном Беллом в 1964 году. Теорема Белла утверждает, что ни одна локальная теория скрытых переменных не может воспроизвести все предсказания квантовой механики. Это означает, что если экспериментальные результаты показывают нарушение неравенства Белла, существование локальных скрытых переменных не будет подтверждено, что подразумевает уникальность квантовой механики.
«Странное поведение, связанное с отбрасыванием всех возможных локальных скрытых переменных, по-видимому, отражает неинтуитивную природу квантового мира».
Чтобы проверить теорему Белла, ученые начали проводить различные эксперименты Белла, стремясь найти следы локальных скрытых переменных, и эти эксперименты в конечном итоге подтвердили предсказания квантовой механики. Начиная с первого эксперимента Белла, проведенного Фридманом и Клаузером в 1972 году, и до «безбрежного» теста Белла в последние годы ученые продолжают исследовать границы, связанные со сложным квантовым поведением.
На данном этапе все проведенные тесты Белла доказали странность и непредсказуемость квантового мира и дали толчок дальнейшим исследованиям в области квантовой механики. Это делает квантовую теорию информации весьма ожидаемой новой областью, а также прокладывает путь к развитию технологии квантового шифрования.
«Рождение технологии квантового шифрования показало нам конец теории скрытых переменных».
В этой серии экспериментов ученые постепенно закрыли множество лазеек и еще больше укрепили основы квантовой механики. В ходе некоторых экспериментов не только наблюдалось явление квантовой запутанности, но и были преодолены лазейки локальности и детектирования, и в конечном итоге был достигнут консенсус: теория локальных скрытых переменных больше не применима. Эта идея была дополнительно подтверждена тремя «безбрежными» тестами Белла в 2015 году, что позволило исследователям подтвердить точность квантовой механики с еще большей статистической значимостью.
Сможет ли научное сообщество в будущем, по мере того как все больше экспериментов Белла будут проводиться в различных физических системах, найти теорию, которая будет удовлетворять квантовым предсказаниям, не нарушая локальных скрытых переменных? Возможно, тайна квантового мира еще не раскрыта, и ее истина ждет более глубокого изучения и понимания?
