Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Будущее влияет на прошлое
11.06.2015

Будущее влияет на прошлое

Оценка: 5.0    4520 12 Наука и Технологии
11:33
В исследовании поведения квантовых частиц учёные из Австралийского национального университета подтвердили, что квантовые частицы могут вести себя настолько странно, что кажется, будто они нарушают принцип причинности.

Этот принцип — один из фундаментальных законов, который мало кто оспаривает. Хотя многие физические величины и явления не меняются, если мы обратим время вспять (являются Т-чётными), существует фундаментальный эмпирически установленный принцип: событие А может влиять на событие Б, только если событие Б произошло позже. С точки зрения классической физики — просто позже, с точки зрения СТО — позже в любой системе отсчёта, т.е., находится в световом конусе с вершиной в А.

Пока что только фантасты сражаются с «парадоксом убитого дедушки» (вспоминается рассказ, в котором оказалось, что дедушка вообще был не при чём, а надо было заниматься бабушкой). В физике путешествие в прошлое обычно связано с путешествием быстрее скорости света, а с этим пока было всё спокойно.

Кроме одного момента — квантовой физики. Там вообще много странного. Вот, например, классический эксперимент с двумя щелями. Если мы поместим препятствие со щелью на пути источника частиц (например, фотонов), а за ним поставим экран, то на экране мы увидим полоску. Логично. Но если мы сделаем в препятствии две щели, то на экране мы увидим не две полоски, а картину интерференции. Частицы, проходя сквозь щели, начинают вести себя, как волны, и интерферируют друг с другом.



Чтобы исключить возможность того, что частицы на лету сталкиваются друг с другом и оттого не рисуют на нашем экране две чёткие полосы, можно выпускать их поодиночке. И всё равно, через какое-то время на экране нарисуется интерференционная картина. Частицы волшебным образом интерферируют сами с собою! Это уже гораздо менее логично. Выходит, что частица проходит сразу через две щели — иначе, как она сможет интерферировать?

А дальше — ещё интереснее. Если мы попытаемся понять, через какую всё-таки щель проходит частица, то при попытке установить этот факт частицы мгновенно начинают вести себя, как частицы и перестают интерферировать сами с собою. То есть, частицы практически «чувствуют» наличие детектора у щелей. Причём, интерференция получается не только с фотонами или электронами, а даже с довольно крупными по квантовым меркам частицами. Чтобы исключить возможность того, что детектор каким-то образом «портит» подлетающие частицы, были поставлены достаточно сложные эксперименты.

Например, в 2004 году был проведён эксперимент с пучком фуллеренов (молекул C70, содержащих 70 атомов углерода). Пучок рассеивался на дифракционной решетке, состоящей из большого числа узких щелей. При этом экспериментаторы могли вести контролируемо нагревать летящие в пучке молекулы посредством лазерного луча, что позволяло менять их внутреннюю температуру (среднюю энергию колебаний атомов углерода внутри этих молекул).

Любое нагретое тело испускает тепловые фотоны, спектр которых отражает среднюю энергию переходов между возможными состояниями системы. По нескольким таким фотонам можно, в принципе, с точностью до длины волны испускаемого кванта, определить траекторию испустившей их молекулы. Чем выше температура и, соответственно, меньше длина волны кванта, тем с большей точностью мы могли бы определить положение молекулы в пространстве, а при некоторой критической температуре точность окажется достаточна для определения, на какой конкретно щели произошло рассеяние.

Соответственно, если бы кто-то окружил установку совершенными детекторами фотонов, то он, в принципе, мог бы установить, на какой из щелей дифракционной решетки рассеялся фуллерен. Другими словами, испускание молекулой квантов света дало бы экспериментатору ту информацию для разделения компонент суперпозиции, которую нам давал пролетный детектор. Однако никаких детекторов вокруг установки не было.

В эксперименте было обнаружено, что в отсутствии лазерного нагрева наблюдается интерференционная картина, совершенно аналогичная картине от двух щелей в опыте с электронами. Включение лазерного нагрева приводит сначала к ослаблению интерференционного контраста, а затем, по мере роста мощности нагрева, к полному исчезновению эффектов интерференции. Было установлено, что при температурах T < 1000K молекулы ведут себя как квантовые частицы, а при T > 3000K, когда траектории фуллеренов «фиксируются» окружающей средой с необходимой точностью — как классические тела.

Таким образом, роль детектора, способного выделять компоненты суперпозиции, оказалась способна выполнять окружающая среда. В ней при взаимодействии с тепловыми фотонами в той или иной форме и записывалась информация о траектории и состоянии молекулы фуллерена. И совершенно не важно, через что идет обмен информацией: через специально поставленный детектор, окружающую среду или человека.

Для разрушения когерентности состояний и исчезновения интерференционной картины имеет значение только принципиальное наличие информации, через какую из щелей прошла частица — а кто ее получит, и получит ли, уже не важно. Важно только, что такую информацию принципиально возможно получить.

Вам кажется, что это — самое странное проявление квантовой механики? Как бы не так. Физик Джон Уиллер предложил в конце 70-х мысленный эксперимент, который он назвал «эксперимент с отложенным выбором». Рассуждения его были просты и логичны.

Хорошо, допустим, что фотон каким-то неведомым способом узнаёт, что его будут или не будут пытаться обнаружить, до подлёта к щелям. Ведь ему надо как-то определиться — вести себя, как волна, и проходить через обе щели сразу (чтобы в дальнейшем уложиться в интерференционную картину на экране), или же прикинуться частицей, и пройти только через одну из двух щелей. Но ему это нужно сделать до того, как он пройдёт через щели, так ведь? После этого уже поздно — там либо лети, как маленький шарик, либо интерферируй по полной программе.

Так давайте, предложил Уиллер, расположим экран подальше от щелей. А за экраном ещё поставим два телескопа, каждый из которых будет сфокусирован на одной из щелей, и будет реагировать только на прохождение фотона через одну из них. И будем произвольным образом убирать экран после того, как фотон пройдёт щели, как бы он их не решил проходить.



Если мы не будем убирать экран, то по идее, на нём всегда должна быть картина интерференции. А если мы будем его убирать — тогда либо фотон попадёт в один из телескопов, как частица (он прошёл через одну щель), либо оба телескопа увидят более слабое свечение (он прошёл через обе щели, и каждый из них увидел свой участок интерференционной картины).

В 2006 году прогресс в физике позволил учёным поставить такой эксперимент с фотоном на самом деле. Выяснилось, что если экран не убирают, на нём всегда видна картина интерференции, а если убирают — то всегда можно отследить, через какую щель прошёл фотон. Рассуждая с точки зрения привычной нам логики, мы приходим к неутешительному выводу. Наше действие по решению, убираем мы экран или нет, влияло на поведение фотона, несмотря на то, что действие находится в будущем по отношению к «решению» фотона о том, как ему проходить щели. То есть, либо будущее влияет на прошлое, либо в интерпретации происходящего в эксперименте со щелями есть что-то в корне неправильное.

Австралийские учёные повторили этот эксперимент, только вместо фотона они использовали атом гелия. Важным отличием этого эксперимента является тот факт, что атом, в отличие от фотона, обладает массой покоя, а также разными внутренними степенями свободы. Только вместо препятствия со щелями и экрана они использовали сетки, созданные при помощи лазерных лучей. Это дало им возможность сразу же получать информацию о поведении частицы.



Как и следовало ожидать (хотя, с квантовой физикой вряд ли стоит что-то ожидать), атом повёл себя точно так же, как фотон. Решение о том, будет или нет существовать на пути атома «экран», принималось на основании работы квантового генератора случайных чисел. Генератор был по релятивистским меркам разделён с атомом, то есть никакого взаимодействия между ними быть не могло.

Получается, что отдельные атомы, имеющие массу и заряд, ведут себя точно так же, как отдельные фотоны. И пусть это не самый прорывной в квантовой области опыт, но он подтверждает тот факт, что квантовый мир совсем не такой, каким мы можем его себе представлять.

 


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 12

1 2 »
0  
Lex2015 19.06.2015 09:57 [Материал]
Очень хотелось бы надеяться, что ученые заметили "лес за деревьями" - данный успешный эксперимент подтверждает возможность передачи информации на большие расстояния со сверхсветовой скоростью (практически мгновенно). Причем не только подтверждает, но и предоставляет готовые "передатчик и приемник"
0  
F_R_Age 13.06.2015 16:27 [Материал]
Одни вопросы! Интересная тема, ОЧЕНЬ! smile
Если фотон как маленький вещественный шарик (сгусток энергии не имеющий массу) в единичном количестве проходил целенаправленно через одну щель, но не через другую, это может потому что он был направлен именно в одну из щелей? или все же между щелями? Есть ли у него траектория направления или он находится уже везде?
Почему настолько малая частица не была поглощена пространством, перекрывающей пластины между щелями? И какой размер щелей и расстояния между ними?
Вообще что влияет на направление и движение любого кванта или он изначально обусловлен волновыми способностями? Энергия всегда перетекает туда где меньшее сопротивление, где пустота. Может ли наблюдатель создавать дополнительную пустоту, как прибор поглощения света?

Посмотрите вокруг, что мы видим? мы не видим свет, но мы видим его отражение, а какой свет на самом деле? Свет который находится за пределами наших сенсоров.
0  
zvezdakalista 13.06.2015 09:50 [Материал]
vitkon, ээх... люблю я "магазинчик Бо". И твой опус № 52, проста Ода его главному герою.)) Прямо, характеристика из "личного дела" точнейшая, твоей симпатичной аватарки.)) Давай, пожму лапку! И ты это... заходи, если что..))
-2  
Sanchin 12.06.2015 07:22 [Материал]
"О первых двух почти никто не знает....." Та ты шо? biggrin .....Ну молодца! За многие столетия существования Даосской школы - ты первый, кто наконец открыл миру ее концепции и трактовку символов. biggrin
0  
zvezdakalista 12.06.2015 05:22 [Материал]
Если представить, что нарисованные точки обладают некоторым сознанием и способностью анализировать и давать оценку окружающей их "реальности", то точка, нарисованная по середине, будет ныть о том, как трудно она продвигается вперёд, вечно её что-то пихает и отталкивает назад, а вокруг, справа и слева, творится чёрт-те что, всё движется, колышется и хаос неимоверный и непознаваемый. Да и зачем это надо, когда есть такая трудная задача - двигаться вперёд, не благодаря, но вопреки, через тернии, так сказать... Точка же на краю, попавшая в синхронистичность, будет вопить от восторга, подлетая, как на батуте, вверх и несясь вниз, радуясь при этом, насколько же гармоничен и симметричен мир справа и слева, между собой. И если вдруг она попадёт в некую "точку" синхронизации, включающую бульку, под булькой бульки во всех слоях, как стаканчики, вложенные друг в друга или наоборот, впадинку над впадинкой впадинки, то вероятность усиления приключенческого познавания, с прогрессирующим прыжком вверх или падением вниз, сильно увеличивается...))
0  
zvezdakalista 12.06.2015 04:39 [Материал]
Ладно, добавлю ещё одну мыслю... Допустим, прозрачная нить-лента имеет некоторую заданную пластичность. Но как она может быть одновременно и статично-каркасной и пластично-изменчивой? Приведу очень неаппетитный, но зато точный пример, в виде рыбного ленточного цепня. В его биоконструктиве есть плотный, но гнущийся центральный "хребет", изгибающийся и сокращающийся мышечными импульсами, в плоскости вперёд-назад. Но бока цепня, почти плоские, при этом мягкие, подвижные, сокращаются волнами ( как у ската, например), и направление их сокращающего импульса, в той же самой плоскости, будет вверх-вниз. Если нарисовать точку на центральной части, она будет двигаться рывками вперёд, с небольшим возвратным движением, принцип "четыре шага вперёд, два назад и т.д." Если нарисовать точку на краю, она будет тоже двигаться в общем заданном направлении, но при этом, прыгать по синусоиде вверх-вниз, как мячик Йо-Йо, игрушка такая.Если вся подобная ленточная конструкция смотана в равномерный клубок, волнистые края разных витков одного общего материального тела, будут соприкасаться. Допустим, их волны при соприкосновении и соединении, находятся не в противофазе, по отношению друг к другу, а синхронистичны. Тогда в общем сферичном слое появятся выпуклости и воронки. Шероховатая апельсиновая корочка. Но она подвижна. Выглядеть это будет, как "бульки", возникающие и исчезающие на поверхности прозрачной сферы. Булькающее море Дирака, а под "булькой" приложенное расширяющее направленное намерение, а под впадинкой - втягивающее...)) И т.д. и т.п.
0  
zvezdakalista 12.06.2015 03:53 [Материал]
alexandr_k1, наверное, ты зря так категоричен в выводах...)) Представь, что твой шарик-сфера является последней, самой маленькой фигуркой в Матрёшке. Сферы могут быть вложены друг в друга. Поясню свою мысль: в магазинах продают нитки для вязания в клубках, разного качества, состава, массы и (что важнее) по разному смотанные, в эти самые клубки. Есть один интересный способ сматывания, такие клубочки с дырочкой, проходом в центре, раньше в таких клубках продавалась нить "ирис". Нить мотается по касательной в наклоне, по отношению к "оси" будущего клубка и в одном направлении. Но если смотреть на него со стороны, покажется, что нити слоями лежат друг на друге, при этом имеют в слоях напрввление противоположное и противоположный наклон, "перекрещиваются", "пересекаются", соприкасаются, но не перемешиваются своим составом, вроде как изолированы друг от друга. Если рассматривать конструкцию изнутри, из гипотетической "почти точки" в центре, то покажется,, что нити рисуют расходящуюся в пространство картину интерференции. Такую клубочность, в данном раскладе, ты можешь обнаружить глядя во вне своих границ, в строении своих личных структур и в строении структур из которых состоят т вои структуры, атомов, например, протонов внутри них и т.д. Это фрактал. Нити в укладке - параллельные похожие, но различные образования, а слои этих нитей - различные, но в чём-то похожие измерения. Такой клубок можно разматывать от внешнего конца нити, можно вытянуть внутренний конец из середины, а можно за оба сразу. Можно вообще не разматывать, а сканировать направленным вниманием изнутри через часть слоёв - это похоже на созданный портал. Можно не задавать направление, а попытаться, учитывая одинаковость нитей, представить их в виде, например, протонного облака - носителя информации, и тогда есть вероятность сразу втиснуть весь "объём" в свой познавательный процесс. Допустим, нить не круглая в сечении, а плоская и к тому же, прозрачная. Если удастся найти, по подобию в свойствах и состояниях, оба конца, удержать их, а потом, отыскав таки некоторые различия, соединить, как противоположности, по принципу ленты Мебиуса, то тогда сканируя, словно лазером, направленным вниманием сквозь прозрачность сцепленной ленты, можно увидеть в каждом отдельном фиксировании события прошлого и соответствующего ему будущего, разнонаправленных в моменте фиксации внимания, но однонаправленных в рассматриваемом общем событийно-вневременном прозрачно-мебиусно-сцепленно-запутанно-сферичном клубке. А наблюдать, значит трансформировать... Дальше сам фантазируй...))
-2  
Sanchin 11.06.2015 19:57 [Материал]
"Сказки"...... Сомнительный путь поиска через ОТРИЦАНИЕ не понятого, не понятного, и не изученного......Вообще-то практически все выдающиеся ученые так или иначе говорили о многомерности пространства, иных мирах, Высших Силах, и так далее. Это тот же Пифагор, тот же Сведенборг, тот же Лобачевский, Циолковский, Чижевский, - нет смысла всех перечислять. В принципе можно почитать труды любого из них. И тогда возможно исчезнет необходимость упираться условными габаритами в прозрачные стенки Вселенной. smile
0  
Loshadka_Belokoni 11.06.2015 18:29 [Материал]
Можно отредактировать любое своё сообщение. В правом верхнем углу своего сообщения шестерёночка, её можно жмануть...
+1  
Alexei2012 11.06.2015 13:17 [Материал]
biggrin Идеи «отщепляющихся» Вселенных при каждом изменении квантового состояния системы, и, соответственно, появление Параллельных Миров, похоже, дают возможность обойтись без странствий по времени. Заменяя их на «странствия» между Мирами. Ведь при «отщеплении» «там» в параллельном Мире, каждый из нас «сохраняется». Естественно могут появляться различия и на уровне физических (наблюдаемых) процессов. А также среди таких Миров присутствуют и Миры с иной историей, чем наша (условно говоря). Возможны варианты. Да и Миры с нашим «прошлым» тоже могут существовать. А ну, как удастся попасть в вариант Мира, где не успели откусить злополучное яблоко.
http://www.youtube.com/watch?v=aMC6vffqLk8
Тогда и вся «история» была бы иная. В таком Мире. А поскольку информации о всех Мирах «запутана» (эффект запутанности – информационной взаимосвязи?) это и воспринимается, как воздействие из будущего. Может где-то «там» сие и случилось. Занятно, но небезызвестный пророк Исайя утверждал – а прочие жители Вселенной (нынче можно уточнить – Мультивселенной) не пали (Исайя 26:18). Совпадение мифа с реальностью (возможной)? Кто знает, кто знает …
biggrin
1-10 11-12
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Научная фантастика - кто дает нам предсказание будущего?
Предсказания основаны на законах Архи построек чего бы то ни было.
Прежде всего это один из м (от LOG)

"Город Бога"
Напоминает космический город в фильме "Петля Ориона" 1980 года. Там его в конце показывают (от Rosto)
Тайны пирамиды Дото
Буддийский храм в г. Сакаи, префектура Осака. 7 век. (от Rosto)
Археологи выяснили, что амазонки-воительницы из греческим мифов жили на древнем Кавказе
Лингвисты уже давно говорят о западном происхождении тюрок ,а амазонки это одомашнившие лошадей тюрк (от Везунчик)
Археологи выяснили, что амазонки-воительницы из греческим мифов жили на древнем Кавказе
Это отрывки кумыкский баллады Карт-Кожак и красавица Максуман. (от Везунчик)