Что называют запутанными элементарными частицами? Чем они отличаются от обычных?

55
1
0
19 мая
20:14
май
2016

Запутанными называются частицы, свойства которых связаны между собой, то есть между частицами сохраняется взаимозависимость. Например, если взять две такие запутанные элементарные частицы, то измерение одной мгновенно повлияет на другую, на каком бы расстоянии друг от друга они не находились. К примеру, есть такое понятие как «спин» – собственный момент импульса элементарных частиц, и, соответственно, «спиральность» – проекция спина частицы на направление ее движения. Так вот, если мы измерим одну из запутанных частиц и увидим, что спиральность у нее положительная, то, даже не измеряя вторую, мы можем сказать, что спиральность у этой второй частицы будет отрицательной. Если приводить грубую аналогию с привычным для нас макромиром, то можно представить себе два ничем не связанных колеса: если бы эти колеса были связаны так же, как и запутанные частицы, то если я начну крутить одно из них по часовой стрелке, то другое моментально, само по себе, начнет вращаться против. Аналогия грубая и неправдоподобная, зато наглядная и принцип действия тот же. Такое явление в физике называется «квантовой запутанностью» (от англ. «entanglement»). Иногда ее еще называют «квантовой нелокальностью», что одно и то же.

Квантовая запутанность вообще очень интересное явление: к примеру, Эйнштейн никак не мог смириться с его существованием (так как такая запутанность нарушает главный постулат специальной теории относительности о том, что ничто не может двигаться или передавать информацию быстрее скорости света) и называл его "жутким дальнодействием". О природе этого явления у него с другим выдающимся физиком Нильсом Бором был многолетний спор, который впоследствии с помощью эксперимента Джона Белла был разрешен не в пользу Эйнштейна, ибо существование квантовой запутанности подтвердилось экспериментально.

Из квантовой запутанности также проистекает такое интересное явление, как «квантовая телепортация»: возьмем два запутанных фотона, один из которых оставим в городе А, а второй отправим в город Б. Теперь возьмем еще один фотон, третий (который мы хотим телепортировать в город Б), и заставим его вступить во взаимосвязь с фотоном в городе А. Теперь, сравнивая квантовые состояния этих частиц, мы превращаем фотон в городе Б в точную копию третьего фотона. То есть, получается, что это не совсем телепортация, ибо фотон из одного места в другое мы не перемещали, просто в другом месте создали его точную копию. Но название прижилось, и квантовая телепортация осталась квантовой телепортацией.  

2
0
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта