Александр Галкин
9 января 13:06.
1184

Почему квантовая механика и теория относительности несовместимы?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
9
3 ответа
Поделиться

Непреодолимые  противоречия  квантовой механики и теории относительности (СТО и ОТО) связаны с дилеммой — мир локален или нелокален?

Квантовая механика предусматривает возможность непосредственного взаимодействия на расстоянии с помощью свойства, называемого запутанностью. Оно заключается  в том, что две квантово-запутанные частицы одновременно меняют состояние без участия какого либо переносчика  взаимодействия. Таким образом мир квантовой механики нелокален и передача информации (или взаимодействия) может происходить мгновенно. Это противоречит основному постулату теории относительности о максимальной скорости передачи информации, равной скорости света, что означает, что мир Эйнштейна (СТО) локален и это хорошо согласуется с нашим интуитивным представлениям мира.

Проблема локальности стояла перед физиками с середины 20-го века и известна как спор между Бором и Эйнштейном по интерпретации ЭПР (Эйнштейн, Подольский и Розен ) парадокса. СТО объединяет  пространство и время таким образом, что преобразует квантовомеханическую запутанность двух разных физических систем в запутанность двух физических состояний в разные моменты времени, т.е. в запутанность двух событий. В квантовой механике в основе эффектов, связанных с  нелокальностью, лежат свойства волновой функции — математического понятия, подчиняющегося уравнению Шредингера для описания квантовых состояний.

Шаг вперед в споре сделан только недавно. Высокоточные эксперименты выполненные 2012 - 2015 г доказали нелокальность мира для квантово-запутанных частиц (подробности), что представляет серьезную угрозу специальной теории относительности Эйнштейна, покушаясь на самые основы физики. Таким образом, может оказаться, что нелокальность квантовой физики может быть окном в более глубокий уровень реальности, связанный с пространством-временем.

25

При квантовой запутанности не происходит передача информации

0
Ответить

Это один из путей обойти парадокс, предполагая, что СТО доказана и верна.   

0
Ответить
Прокомментировать

Если по-простому: в стандартном подходе общей теории относительности (ОТО) гравитация рассматривается изначально не как силовое взаимодействие, а как проявление искривления пространства-времени, в то время как квантовая теория предполагает описание эволюции физических систем (например, атомов или элементарных частиц) на фоне внешнего пространства-времени, но в ОТО внешнего пространства-времени нет — оно само является динамической переменной теории, зависящей от характеристик находящихся в нём классических систем.

Еще проще: в квантовом мире частицы взаимодействуют друг с другом с помощью других частиц — переносчиков взаимодействия (электромагнитные силы используют фотоны, сильное взаимодействие — глюоны, слабое — W и Z бозоны), ОТО же не подразумевает наличие этих самых переносчиков, здесь не частицы, а само пространство определяет гравитацию.

Анастасия Березинаотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
3
Прокомментировать

Почему же несовместимы?

Просто пока не создана теория, их объединяющая. Слишком уж экзотические условия там, где эта теория может проявить себя, и экспериментально их в лаборатории не воспроизвести.

Пока не была построена соответствующая теория, например, слабое и электромагнитное поля тоже были вроде как несовместимы :)

И вообще - когда вижу, как пишут наши писаки - "это необъяснимое явление!" - хочется, как товарищу Бывалову, "просто рвать и метать" :) Нет явлений необъяснимых - есть только еще не объясненные.

2
Прокомментировать
Ответить