Bild: Kent Schimke/Flickr
Die Gleichungen der Physik sind Dinge, die wir Menschen erschaffen, das Universum zu verstehen, und es kann schwierig sein, zu entwirren Sie aus dem Universum innewohnenden Eigenschaften. Es stellt sich heraus, dass einer der seltsamsten Dinge, die Wissenschaftler mit, was Albert Einstein verächtlich als “spooky action at a distance” ist mehr als nur Mathematik: Es ist eine Tatsache der Realität.
Dieses Konzept ist auch bekannt als die Verschränkung, und es ist, was können Partikel, die einmal in Wechselwirkung zu teilen, eine Verbindung unabhängig von der Trennung zwischen Ihnen. Ein team von Physikern, die im Vereinigten Königreich verwendet einige Dichte Mathematik zu kommen, um Ihre Einstein-angering Abschluss, ein wichtiger Schritt in Richtung beweisen, ob Quantenmechanik’ Verrücktheit ist nur die Mathematik sprechen, oder ob es spricht für angeborene körperliche Anforderungen. Ihre mathematischen Beweis die Annahme ist, dass jede neue-Physik-Theorie sollte rückwärts-kompatibel mit der Physik haben Sie gelernt, in der high school.
“Es ist eine etwas überraschende Ergebnis aus Einsteins Perspektive: Es kann keine Beschreibung der Natur ohne Verschränkung,” Jonathan Richens vom Imperial College in London sagte Gizmodo. “Die meisten Physiker glauben, dass es eine reichere und tiefere Theorie der Natur über die Quantentheorie. Diese Theorie hat geholfen.”
Die Quantenmechanik ist die Theorie, die erklären das Verhalten der kleinsten Einheiten der Natur, wie Photonen und Elektronen. Teilchen Verhalten sich wie Wellen (und Umgekehrt), und bevor wir Sie beobachten, können die Wissenschaftler nur erklären, die Teilchen von den Eigenschaften mit Wahrscheinlichkeiten. Statt zu sagen: “dieser ball ist blau,” Sie kann nur sagen “hier sind die Chancen dieser ball ist blau oder grün.” Aber wenn zwei dieser Kugeln interagieren, Sie können miteinander verschränkt, das heißt, Sie müssen beschreiben beide die Bälle’ – Eigenschaften in der gleichen Zeit. Messen eine der Kugeln von den Farben, die direkt impliziert, was die Farbe der anderen Kugel wird, egal wie weit Weg die Bälle.
Wissenschaftler beobachten können Verschränkung. Chinesische Wissenschaftler die Einrichtung dieses speziellen inter-Partikel-Verbindung zwischen Licht-Partikel auf einer Bodenstation und einem Satelliten 100 Kilometer entfernt ist, zum Beispiel. Sie beobachteten Korrelationen zwischen den Lichtteilchen im Weltall und auf der Erde, die nicht existieren, auf Basis der Gesetze der klassischen Physik allein. Einstein hasste Verschränkung, da es impliziert, dass irgendwie, Photonen sind, die sich gegenseitig beeinflussen sofort, ohne tatsächlich nahe beieinander.
Richens’ – team das neue Papier, das gestern veröffentlicht in Physical Review Letters, nicht beachtet Verschränkung. Statt “der wichtigste Beitrag dieser Arbeit ist es, eine überzeugende argument, dass die Verschränkung—eine der interessantesten und widersinnigen Aspekte der Quantentheorie—ist ein unausweichlicher Bestandteil jeder physikalischen Theorie mehr “fundamentale” als die klassische Physik,” Ciarán Lee, ein Forscher an der University College London nicht einbezogen in dieses Papier sagte Gizmodo. “Durch die “Grundlagen” – hier meine ich, dass eine solche physikalische Theorie enthält die klassische Physik in einigen begrenzen.” Jede Theorie, die rückwärts-kompatibel mit der klassischen Physik, den Weg der Xbox 360 sind rückwärts-kompatibel zu Xbox, erfordert die Verschränkung.
Das team der esoterischen Beweis erfordert viel Mathematik auf hohem Niveau, aber Richens gab ein Vereinfachtes Beispiel mit klassischen und Quanten-computer-bits oder qubits. Korrelieren zwei regelmäßige computer-bits (Dinge, die nur annehmen können Werte von null und eins) mit einer einfachen operation: Wenn das erste bit ist gleich null, das zweite bit der entgegengesetzten Wert. Wenn das erste bit gleich eins, lassen Sie das zweite bit allein.
Aber was, wenn Sie diesen Vorgang, um den Quanten-bits? Anstatt nur eine null oder eins, wie eine normale bit, ein qubit mit einer Wahrscheinlichkeit von entweder null oder eins, bis Sie es Messen. Richens erklärte, dass, wenn die oben genannten Betrieb wurden zur Arbeit auf einem paar von qubits, dann Verschränkung erhebt seinen hässlichen Kopf in der Beweis. Ihrem Papier festgestellt, dass “spooky action at a distance” ist unvermeidlich.
Das Papier fällt in die Teil einer größeren Bewegung zu erklären, die innateness von Quantenmechanik, und daraus, basierend auf einfachen Annahmen über das Universum, erklärt Markus Müller, Leiter der Arbeitsgruppe am Institut für Quantenoptik und Quanteninformation in österreich in der Studie nicht beteiligt. Lee versucht, um herauszufinden, ob es gibt Theorien, die sind rückwärts-kompatibel zu der Quanten-Physik, den Weg der Quanten ist rückwärts-kompatibel zum klassischen Physik. Einsteins Relativitätstheorie, zum Beispiel, ist eine weitere, erweiterte Theorie, die vereinfacht, lehrbuch der Physik, und deren Maschinen fällt aus, einige grundlegende Annahmen über das Universum, zum Beispiel, dass die Lichtgeschwindigkeit eine Konstante ist. “Wir versuchen, das gleiche zu tun hier”, sagte Müller.
Es ist wichtig zu beachten, dass, während dies ist ein mathematischer Beweis, es ist nur so stark wie die Annahmen und Definitionen die Autoren sind an der Arbeit, erklärte Lee. Er fand eine der Annahmen möglicherweise fragwürdig, aber immer noch gut motiviert.
Und es ist ein langer Weg. Den Physikern nur beweisen, dass (wenn auch verrückte) Stück der Quantenmechanik, nicht die ganze Theorie. Sagte Richens: “Wenn wir daraus die gesamte Quantentheorie, das wäre ein großer.”
[PRL]