Մի խումբ փորձարարներ՝ հայտնի ֆիզիկոս Ռոբերտ Բոյդի գլխավորությամբ (ով, մասնավորապես, առաջինն էր, ով դանդաղեցրեց լույսը սենյակային ջերմաստիճանում), մշակեցին և իրականացրեցին մի սխեմա, որը ցույց է տալիս այսպես կոչված «ոչ դասականի» ներդրումը։ հետագծերը դեպի նկարը, որը ստացվում է, երբ ֆոտոնները խանգարում են երեք ճեղքերին:

Կրկնակի ճեղքով միջամտությունը դասական փորձ է, որը ցույց է տալիս լույսի ալիքային հատկությունները: Այն առաջին անգամ իրականացվեց 19-րդ դարի հենց սկզբին Թոմաս Յանգի կողմից և դարձավ լույսի այն ժամանակ գերիշխող կորպուսուլյար տեսությունից հրաժարվելու հիմնական պատճառներից մեկը։

20-րդ դարի սկզբին, սակայն, պարզվեց, որ լույսը դեռ բաղկացած է մասնիկներից, որոնք կոչվում են ֆոտոններ, սակայն այդ մասնիկները խորհրդավոր կերպով ունեն նաև ալիքային հատկություններ: Առաջացավ ալիք-մասնիկ երկակիության հասկացությունը, որը տարածվեց նաև նյութի մասնիկների վրա։ Մասնավորապես, ալիքային հատկությունների առկայությունը հայտնաբերվել է էլեկտրոններում, իսկ ավելի ուշ՝ ատոմներում և մոլեկուլներում։

Ֆիզիկայի նոր ճյուղում, որն առաջացել է արդյունքում՝ քվանտային մեխանիկայում, կենտրոնական դեր է խաղում ինտերֆերոմետրիկ օրինաչափության ի հայտ գալը կրկնակի ճեղքվածքով փորձի մեջ։ Այսպիսով, Ռիչարդ Ֆեյնմանը իր «Ֆեյնմանի դասախոսություններ ֆիզիկայի մասին» գրքում գրում է, որ սա մի երևույթ է, որը «անհնար է, բացարձակապես, բացարձակապես անհնար է բացատրել դասական ձևով։ Այս երեւույթը պարունակում է քվանտային մեխանիկայի բուն էությունը»։

Կրկնակի ճեղքվածքով փորձը ցույց է տալիս քվանտային ֆիզիկայի կենտրոնական հասկացություններից մեկը՝ քվանտային սուպերպոզիցիան: Քվանտային սուպերպոզիցիայի սկզբունքը սահմանում է, որ եթե քվանտային օբյեկտը (օրինակ՝ ֆոտոնը կամ էլեկտրոնը) կարող է լինել 1-ին և 2-րդ վիճակում, ապա այն կարող է լինել նաև մի վիճակում, որը ինչ-որ առումով մասամբ և՛ 1, և՛ վիճակում է։ վիճակ 2, այս վիճակը կոչվում է 1-ին և 2-րդ վիճակների սուպերպոզիցիա: Ճեղքերի դեպքում մասնիկը կարող է անցնել մի ճեղքով կամ մյուսով, բայց եթե երկու ճեղքերը բաց են, ապա մասնիկը անցնում է երկուսի միջով և հայտնվում է իրեն: «1-ին ճեղքով անցած մասնիկի» և «ճեղքով 2-ով անցնող մասնիկների» սուպերպոզիցիոն վիճակում։

Բացի այդ, ոչ դասական հետագծերը հաշվի առնելը կարևոր է ժամանակակից ֆունդամենտալ ֆիզիկայի մեկ այլ ուղղության համար։ Գիտնականների առջեւ ծառացած հիմնական չլուծված խնդիրներից մեկը քվանտային տեսության միավորումն է ձգողականության տեսության հետ։ Այս ճանապարհին կան հիմնարար դժվարություններ, որոնք, ինչպես շատերն են կարծում, կարելի է հաղթահարել միայն այս տեսություններից մեկը կամ երկուսն էլ միանգամից փոփոխելով: Հետևաբար, այժմ իրականության և այդ տեսությունների կանխատեսումների միջև հնարավոր անհամապատասխանությունների որոնում է իրականացվում: Ուղղություններից մեկը քվանտային սուպերպոզիցիայի սկզբունքից շեղումների որոնումն է։ Օրինակ՝ 2010 թվականին հրապարակվել է մի հետազոտություն, որը փորձել է նման շեղումներ գտնել երեք ճեղքվածքով փորձի ժամանակ։ Ոչ մի անհամապատասխանություն չի հայտնաբերվել, սակայն այս փաստաթուղթը դրդել է վերը նշված 2012թ. Նրա եզրակացություններից մեկն այն էր, որ 2010թ.-ի փորձարկումն օգտագործեց քվանտային սուպերպոզիցիայի սկզբունքի սխալ ըմբռնումը, և դա ցույց տվեց չափումների մեջ չհաշվառված սխալի իր բաժինը: Եվ չնայած այս սխալի մեծությունը փոքր է, գիտնականների փնտրած էֆեկտը նույնպես կարող է փոքր լինել, ուստի նման որոնումների մեջ դեռ պետք է հաշվի առնել ոչ դասական հետագծերի ներդրումը:

Հոդվածը գրվել է նախագծի համար

Աշխարհում ոչ ոք չի հասկանում քվանտային մեխանիկա. սա է հիմնական բանը, որ դուք պետք է իմանաք դրա մասին: Այո, շատ ֆիզիկոսներ սովորել են օգտագործել դրա օրենքները և նույնիսկ կանխատեսել երևույթները՝ օգտագործելով քվանտային հաշվարկներ։ Բայց դեռ պարզ չէ, թե ինչու է դիտորդի ներկայությունը որոշում համակարգի ճակատագիրը և ստիպում ընտրություն կատարել հօգուտ մեկ պետության։ «Տեսություններ և պրակտիկա» ընտրեց փորձերի օրինակներ, որոնց արդյունքի վրա անխուսափելիորեն ազդում է դիտորդը և փորձեց պարզել, թե ինչ է պատրաստվում անել քվանտային մեխանիկան գիտակցության նման միջամտության հետ նյութական իրականության մեջ:

Շրյոդինգերի կատուն

Այսօր քվանտային մեխանիկայի բազմաթիվ մեկնաբանություններ կան, որոնցից ամենահայտնին մնում է Կոպենհագենը։ Դրա հիմնական սկզբունքները ձևակերպվել են 1920-ական թվականներին Նիլս Բորի և Վերներ Հայզենբերգի կողմից։ Իսկ Կոպենհագենյան մեկնաբանության կենտրոնական տերմինը ալիքային ֆունկցիան էր՝ մաթեմատիկական ֆունկցիա, որը պարունակում է տեղեկատվություն քվանտային համակարգի բոլոր հնարավոր վիճակների մասին, որոնցում այն ​​միաժամանակ գտնվում է:

Համաձայն Կոպենհագենի մեկնաբանության, միայն դիտարկումը կարող է հուսալիորեն որոշել համակարգի վիճակը և տարբերել այն մնացածից (ալիքի ֆունկցիան միայն օգնում է մաթեմատիկորեն հաշվարկել որոշակի վիճակում համակարգ հայտնաբերելու հավանականությունը): Կարելի է ասել, որ դիտարկումից հետո քվանտային համակարգը դառնում է դասական. այն ակնթարթորեն դադարում է գոյակցել բազմաթիվ նահանգներում՝ հօգուտ դրանցից մեկի։

Այս մոտեցումը միշտ ունեցել է իր հակառակորդները (հիշենք, օրինակ, Ալբերտ Էյնշտեյնի «Աստված զառ չի խաղում»), սակայն հաշվարկների և կանխատեսումների ճշգրտությունն իր ազդեցությունն է թողել։ Այնուամենայնիվ, վերջերս Կոպենհագենյան մեկնաբանության կողմնակիցներն ավելի ու ավելի քիչ են եղել, և դրա ոչ պակաս պատճառը չափումների ընթացքում ալիքի ֆունկցիայի շատ խորհրդավոր ակնթարթային փլուզումն է: Էրվին Շրյոդինգերի հայտնի մտքի փորձը խեղճ կատվի հետ հենց նպատակ ուներ ցույց տալու այս երեւույթի անհեթեթությունը։

Այսպիսով, հիշենք փորձի բովանդակությունը։ Կենդանի կատուն, թույնով ամպուլը և որոշակի մեխանիզմ, որը կարող է պատահականորեն գործի դնել թույնը, տեղադրվում են սև արկղում։ Օրինակ՝ մեկ ռադիոակտիվ ատոմ, որի քայքայումը կկոտրի ամպուլան։ Ատոմային քայքայման ստույգ ժամանակը անհայտ է։ Հայտնի է միայն կիսաքայքայման ժամկետը. այն ժամանակը, որի ընթացքում տեղի կունենա քայքայումը 50% հավանականությամբ:

Պարզվում է, որ արտաքին դիտորդի համար տուփի ներսում գտնվող կատուն գոյություն ունի միանգամից երկու վիճակում՝ կա՛մ ողջ է, եթե ամեն ինչ լավ է ընթանում, կա՛մ մեռած է, եթե քայքայվել է, և ամպուլան կոտրվել է։ Այս երկու վիճակներն էլ նկարագրվում են կատվի ալիքային ֆունկցիայով, որը ժամանակի ընթացքում փոխվում է. որքան հեռու է, այնքան մեծ է հավանականությունը, որ ռադիոակտիվ քայքայումն արդեն տեղի է ունեցել: Բայց հենց որ տուփը բացվում է, ալիքի ֆունկցիան փլուզվում է, և մենք անմիջապես տեսնում ենք դանակահարի փորձի արդյունքը:

Պարզվում է, որ քանի դեռ դիտորդը չի բացել տուփը, կատուն հավերժ հավասարակշռված է կյանքի ու մահվան սահմանին, և միայն դիտորդի գործողությունը կորոշի նրա ճակատագիրը։ Սա այն աբսուրդն է, որը մատնանշել է Շրյոդինգերը։

Էլեկտրոնի դիֆրակցիա

Ըստ The New York Times-ի կողմից անցկացված առաջատար ֆիզիկոսների հարցման՝ 1961 թվականին Կլաուս Ջենսոնի կողմից իրականացված էլեկտրոնային դիֆրակցիայի փորձը դարձել է ամենագեղեցիկներից մեկը գիտության պատմության մեջ։ Ո՞րն է դրա էությունը:

Կա մի աղբյուր, որը էլեկտրոնների հոսք է արձակում դեպի լուսանկարչական ափսեի էկրանը: Եվ այս էլեկտրոնների ճանապարհին կա մի խոչընդոտ՝ երկու ճեղքերով պղնձե թիթեղ։ Ինչպիսի՞ պատկեր կարող եք ակնկալել էկրանին, եթե էլեկտրոնները պատկերացնեք որպես լիցքավորված փոքր գնդիկներ: Երկու լուսավորված գծեր՝ հակառակ ճեղքերի։

Իրականում էկրանին հայտնվում է սև և սպիտակ գծերի փոփոխվող շատ ավելի բարդ նախշ: Բանն այն է, որ ճեղքերով անցնելիս էլեկտրոնները սկսում են իրենց պահել ոչ թե մասնիկների, այլ ալիքների պես (ինչպես ֆոտոնները՝ լույսի մասնիկները, կարող են միաժամանակ լինել ալիքներ)։ Հետո այդ ալիքները փոխազդում են տարածության մեջ՝ որոշ տեղերում թուլանալով ու ամրացնելով միմյանց, և արդյունքում էկրանին հայտնվում է փոփոխական լույսի և մուգ գծերի բարդ պատկեր։

Այս դեպքում փորձի արդյունքը չի փոխվում, և եթե էլեկտրոնները ճեղքով ուղարկվում են ոչ թե շարունակական հոսքով, այլ առանձին, ապա նույնիսկ մեկ մասնիկը կարող է միաժամանակ լինել ալիք։ Նույնիսկ մեկ էլեկտրոն կարող է միաժամանակ անցնել երկու ճեղքերով (և սա քվանտային մեխանիկայի Կոպենհագենյան մեկնաբանության ևս մեկ կարևոր դիրք է. առարկաները կարող են միաժամանակ ցուցադրել իրենց «սովորական» նյութական հատկությունները և էկզոտիկ ալիքային հատկությունները):

Բայց ի՞նչ կապ ունի դիտորդը դրա հետ։ Չնայած այն հանգամանքին, որ նրա առանց այդ էլ խճճված պատմությունն էլ ավելի խճճվեց։ Երբ նմանատիպ փորձերի ժամանակ ֆիզիկոսները փորձեցին հայտնաբերել գործիքների օգնությամբ, որոնց միջով իրականում անցավ էլեկտրոնը, էկրանի պատկերը կտրուկ փոխվեց և դարձավ «դասական»:

Կարծես էլեկտրոնները չէին ուզում ցույց տալ իրենց ալիքային բնույթը դիտորդի աչալուրջ հայացքի ներքո։ Մենք հարմարվեցինք պարզ ու հասկանալի պատկեր տեսնելու նրա բնազդային ցանկությանը։ Միստիկա՞ն։ Շատ ավելի պարզ բացատրություն կա՝ համակարգի ոչ մի դիտարկում չի կարող իրականացվել առանց դրա վրա ֆիզիկական ազդեցության։ Բայց մենք կվերադառնանք սրան մի փոքր ուշ:

Տաքացվող ֆուլերեն

Մասնիկների դիֆրակցիայի վերաբերյալ փորձեր են իրականացվել ոչ միայն էլեկտրոնների, այլև շատ ավելի մեծ օբյեկտների վրա։ Օրինակ, ֆուլերենները խոշոր, փակ մոլեկուլներ են, որոնք կազմված են տասնյակ ածխածնի ատոմներից (օրինակ՝ վաթսուն ածխածնի ատոմներից բաղկացած ֆուլերենն իր ձևով շատ նման է ֆուտբոլի գնդակին. հնգանկյուններից և վեցանկյուններից կարված խոռոչ գունդ):

Վերջերս Վիեննայի համալսարանի մի խումբ՝ պրոֆեսոր Զեյլինգերի գլխավորությամբ, փորձեց նման փորձերի մեջ դիտարկման տարր ներմուծել: Դա անելու համար նրանք լազերային ճառագայթով ճառագայթել են շարժվող ֆուլերենի մոլեկուլները։ Այնուհետև, տաքանալով արտաքին ազդեցությամբ, մոլեկուլները սկսեցին փայլել և այդպիսով անխուսափելիորեն բացահայտեցին դիտողին իրենց տեղը տարածության մեջ:

Այս նորամուծությանը զուգահեռ փոխվել է նաև մոլեկուլների վարքը։ Մինչ ամբողջական հսկողության սկսվելը, ֆուլերենները բավականին հաջողությամբ շրջում էին խոչընդոտները (ցուցաբերում էին ալիքային հատկություններ), ինչպես նախորդ օրինակի էլեկտրոնները, որոնք անցնում էին անթափանց էկրանով: Բայց ավելի ուշ, դիտորդի հայտնվելով, ֆուլերենները հանդարտվեցին և սկսեցին իրեն պահել նյութի լիովին օրինապահ մասնիկների պես:

Սառեցման չափը

Քվանտային աշխարհի ամենահայտնի օրենքներից մեկը Հայզենբերգի անորոշության սկզբունքն է՝ անհնար է միաժամանակ որոշել քվանտային օբյեկտի դիրքն ու արագությունը։ Որքան ճշգրիտ չափենք մասնիկի իմպուլսը, այնքան քիչ ճշգրիտ կարող է չափվել նրա դիրքը: Բայց փոքր մասնիկների մակարդակում գործող քվանտային օրենքների ազդեցությունները սովորաբար աննկատ են մեր խոշոր մակրո օբյեկտների աշխարհում:

Հետևաբար, առավել արժեքավոր են ԱՄՆ-ից պրոֆեսոր Շվաբի խմբի վերջին փորձերը, որոնցում քվանտային ազդեցությունները ցուցադրվել են ոչ թե նույն էլեկտրոնների կամ ֆուլերենի մոլեկուլների մակարդակով (դրանց բնորոշ տրամագիծը մոտ 1 նմ է), այլ մի փոքր ավելի շոշափելի: առարկա - փոքր ալյումինե ժապավեն:

Այս շերտը երկու կողմից ամրացված էր այնպես, որ դրա միջնամասը կախված էր և կարող էր թրթռալ արտաքին ազդեցության տակ: Բացի այդ, ժապավենի կողքին եղել է սարք, որը կարող է բարձր ճշգրտությամբ գրանցել նրա դիրքը։

Արդյունքում փորձարարները երկու հետաքրքիր էֆեկտ են հայտնաբերել. Նախ, օբյեկտի դիրքի ցանկացած չափում կամ շերտի դիտում չի անցել առանց նրա համար հետք թողնելու. յուրաքանչյուր չափումից հետո ժապավենի դիրքը փոխվում է: Կոպիտ ասած, փորձարարները մեծ ճշգրտությամբ որոշեցին շերտի կոորդինատները և դրանով իսկ, ըստ Հայզենբերգի սկզբունքի, փոխեցին դրա արագությունը, հետևաբար և հետագա դիրքը:

Երկրորդ, և միանգամայն անսպասելիորեն, որոշ չափումներ հանգեցրին նաև շերտի սառեցմանը: Պարզվում է, որ դիտորդը կարող է փոխել առարկաների ֆիզիկական բնութագրերը միայն իր ներկայությամբ։ Դա լիովին անհավատալի է հնչում, բայց ի պատիվ ֆիզիկոսների, ասենք, որ նրանք վնաս չեն կրել, այժմ պրոֆեսոր Շվաբի խումբը մտածում է, թե ինչպես կիրառել հայտնաբերված էֆեկտը սառեցնող էլեկտրոնային չիպերի վրա:

Սառեցնող մասնիկներ

Ինչպես գիտեք, անկայուն ռադիոակտիվ մասնիկներն աշխարհում քայքայվում են ոչ միայն կատուների վրա փորձարկումների համար, այլև ամբողջովին ինքնուրույն: Ավելին, յուրաքանչյուր մասնիկին բնորոշ է կյանքի միջին տևողությունը, որը, պարզվում է, կարող է աճել դիտորդի զգոն հայացքի ներքո։

Այս քվանտային էֆեկտն առաջին անգամ կանխատեսվել էր դեռևս 1960-ականներին, և դրա փայլուն փորձնական հաստատումը հայտնվեց 2006 թվականին Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտի Նոբելյան մրցանակակիր ֆիզիկոս Վոլֆգանգ Քեթերլի խմբի կողմից հրապարակված աշխատության մեջ:

Այս աշխատանքում մենք ուսումնասիրել ենք անկայուն գրգռված ռուբիդիումի ատոմների քայքայումը (հիմնական վիճակում ռուբիդիումի ատոմների և ֆոտոնների քայքայումը): Համակարգի պատրաստումից և ատոմների ոգևորումից անմիջապես հետո նրանց սկսեցին դիտարկել՝ դրանք լուսավորվեցին լազերային ճառագայթով։ Այս դեպքում դիտարկումն իրականացվել է երկու ռեժիմով՝ շարունակական (համակարգին անընդհատ մատակարարվում են փոքր լույսի իմպուլսներ) և իմպուլսային (համակարգը ժամանակ առ ժամանակ ճառագայթվում է ավելի հզոր իմպուլսներով)։

Ստացված արդյունքները հիանալի համընկնում էին տեսական կանխատեսումների հետ։ Արտաքին լույսի ազդեցությունները իրականում դանդաղեցնում են մասնիկների քայքայումը, կարծես դրանք վերադարձնելով իրենց սկզբնական վիճակին՝ հեռու քայքայվելուց: Ավելին, ուսումնասիրված երկու ռեժիմների ազդեցության մեծությունը նույնպես համընկնում է կանխատեսումների հետ: Իսկ անկայուն գրգռված ռուբիդիումի ատոմների առավելագույն կյանքը երկարացվել է 30 անգամ։

Քվանտային մեխանիկա և գիտակցություն

Էլեկտրոնները և ֆուլերենները դադարում են ցուցադրել իրենց ալիքային հատկությունները, ալյումինե թիթեղները սառչում են, իսկ անկայուն մասնիկները սառչում են իրենց քայքայման ժամանակ. դիտորդի ամենակարող հայացքի ներքո աշխարհը փոխվում է: Ի՞նչը չի վկայում մեր մտքի ներգրավվածության մասին մեզ շրջապատող աշխարհի աշխատանքին: Այսպիսով, միգուցե Կարլ Յունգը և Վոլֆգանգ Պաուլին (ավստրիացի ֆիզիկոս, Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր, քվանտային մեխանիկայի առաջամարտիկներից մեկը) ճիշտ էին, երբ ասում էին, որ ֆիզիկայի և գիտակցության օրենքները պետք է փոխլրացնող համարել:

Բայց սա ընդամենը մեկ քայլ է հեռու սովորական ճանաչումից. մեզ շրջապատող ամբողջ աշխարհը մեր մտքի էությունն է: Սողացող. («Իսկապե՞ս կարծում եք, որ Լուսինը գոյություն ունի միայն այն ժամանակ, երբ նայում եք դրան», Էյնշտեյնը մեկնաբանել է քվանտային մեխանիկայի սկզբունքները): Հետո նորից փորձենք դիմել ֆիզիկոսներին։ Ավելին, վերջին տարիներին նրանց ավելի ու ավելի քիչ է դուր գալիս քվանտային մեխանիկայի Կոպենհագենյան մեկնաբանությունը՝ ֆունկցիայի ալիքի առեղծվածային փլուզմամբ, որը փոխարինվում է մեկ այլ, բավականին գետնին և վստահելի տերմինով՝ դեկոերենցիա:

Բանն այն է, որ նկարագրված բոլոր դիտողական փորձերում փորձարարներն անխուսափելիորեն ազդել են համակարգի վրա: Լազերով լուսավորել են, չափիչ գործիքներ տեղադրել։ Եվ սա ընդհանուր, շատ կարևոր սկզբունք է՝ չես կարող դիտարկել համակարգը, չափել նրա հատկությունները՝ առանց դրա հետ փոխազդելու։ Իսկ որտեղ փոխազդեցություն կա, կա հատկությունների փոփոխություն: Ավելին, երբ քվանտային օբյեկտների վիթխարը փոխազդում է փոքրիկ քվանտային համակարգի հետ: Այսպիսով, դիտորդի հավերժական, բուդդայական չեզոքությունը անհնար է:

Հենց դրանով է բացատրվում «դեկոհերենցիա» տերմինը՝ համակարգի քվանտային հատկությունների խախտման անդառնալի գործընթաց մեկ այլ, ավելի մեծ համակարգի հետ փոխազդեցության ժամանակ: Նման փոխազդեցության ժամանակ քվանտային համակարգը կորցնում է իր սկզբնական հատկանիշները և դառնում դասական՝ «ենթարկվելով» մեծ համակարգին։ Դրանով է բացատրվում Շրյոդինգերի կատվի պարադոքսը. կատուն այնքան մեծ համակարգ է, որ այն պարզապես չի կարող մեկուսացվել աշխարհից: Մտածողության փորձն ինքնին լիովին ճիշտ չէ։

Ամեն դեպքում, համեմատած իրականության հետ՝ որպես գիտակցության ստեղծման ակտ, ապակոհերենտությունը շատ ավելի հանգիստ է հնչում։ Գուցե նույնիսկ չափազանց հանգիստ: Ի վերջո, այս մոտեցմամբ ամբողջ դասական աշխարհը դառնում է մեկ մեծ դեկոերենցիայի էֆեկտ: Եվ այս ոլորտի ամենալուրջ գրքերից մեկի հեղինակների կարծիքով՝ նման մոտեցումներից տրամաբանորեն բխում են նաև «աշխարհում մասնիկներ չկան» կամ «հիմնական մակարդակում ժամանակ չկա»։

Կրեատիվ դիտորդ, թե՞ ամենազոր դեկոերենտություն. Պետք է ընտրություն կատարել երկու չարիքների միջև։ Բայց հիշեք, որ այժմ գիտնականներն ավելի ու ավելի են համոզվում, որ մեր մտքի գործընթացների հիմքում ընկած են նույն տխրահռչակ քվանտային էֆեկտները: Այսպիսով, որտեղ ավարտվում է դիտարկումը և սկսվում իրականությունը, մեզանից յուրաքանչյուրը պետք է ընտրի:

• քվանտային օբյեկտը (ինչպես էլեկտրոնը) կարող է միաժամանակ գտնվել մեկից ավելի վայրերում: Այն կարող է չափվել որպես տարածության մեջ տարածված ալիք և կարող է տեղակայվել ալիքի մի քանի տարբեր կետերում: Սա կոչվում է ալիքային հատկություն:
• քվանտային օբյեկտը դադարում է գոյություն ունենալ այստեղ և ինքնաբերաբար հայտնվում է այնտեղ՝ առանց տարածության մեջ շարժվելու: Սա հայտնի է որպես քվանտային անցում: Ըստ էության, սա տելեպորտ է:
• մեկ քվանտային օբյեկտի դրսևորումը, որն առաջանում է մեր դիտարկումների արդյունքում, ինքնաբերաբար ազդում է դրա հետ կապված երկվորյակ օբյեկտի վրա, անկախ նրանից, թե որքան հեռու է այն: Ատոմից դուրս հանեք էլեկտրոնն ու պրոտոնը: Ինչ էլ որ լինի էլեկտրոնի հետ, նույնը կլինի պրոտոնի հետ։ Սա կոչվում է «քվանտային գործողություն հեռավորության վրա»:
• քվանտային օբյեկտը չի կարող հայտնվել սովորական տարածաժամանակում, քանի դեռ չենք դիտարկել այն որպես մասնիկ: Գիտակցությունը ոչնչացնում է մասնիկի ալիքային ֆունկցիան։

Վերջին կետը հետաքրքիր է, քանի որ առանց գիտակից դիտորդի, ով առաջացնում է ալիքի փլուզումը, այն կմնա առանց ֆիզիկական դրսևորման: Դիտարկումը ոչ միայն խանգարում է չափվող օբյեկտին, այլև էֆեկտ է առաջացնում: Սա փորձարկվել է, այսպես կոչված, կրկնակի ճեղքվածքի փորձով, որտեղ գիտակից դիտորդի առկայությունը փոխում է էլեկտրոնի վարքը՝ այն ալիքից վերածելով մասնիկի։ Այսպես կոչված դիտորդի էֆեկտը ամբողջովին ցնցում է այն, ինչ մենք գիտենք իրական աշխարհի մասին: Ահա, ի դեպ, մի մուլտֆիլմ է, որում ամեն ինչ հստակ ցուցադրված է։

Ինչպես նշել է գիտնական Դին Ռադինը, «Մենք ստիպում ենք էլեկտրոնին որոշակի դիրք զբաղեցնել։ Չափումների արդյունքները մենք ինքներս ենք արտադրում»: Այժմ նրանք կարծում են, որ «մենք չէ, որ չափում ենք էլեկտրոնը, այլ մեքենան, որը կանգնած է դիտարկման հետևում»։ Բայց մեքենան պարզապես լրացնում է մեր գիտակցությունը։ Դա նման է այն բանին, որ ասես, որ «ես չէ, ով նայում եմ մեկին, ով լողում է լճի վրայով, այլ հեռադիտակն է»: Մեքենան ինքնին տեսնում է ոչ ավելին, քան համակարգիչ, որը կարող է «լսել» երգերը՝ մեկնաբանելով աուդիո ազդանշանը։

Որոշ գիտնականներ ենթադրում են, որ առանց գիտակցության, տիեզերքը գոյություն կունենա անորոշ ժամանակով, ինչպես քվանտային պոտենցիալի ծովը: Այսինքն՝ ֆիզիկական իրականությունը չի կարող գոյություն ունենալ առանց սուբյեկտիվության։ Առանց գիտակցության չկա ֆիզիկական նյութ: Այս դիտողությունը հայտնի է որպես « », և առաջին անգամ արվել է ֆիզիկոս Ջոն Ուիլերի կողմից։ Ըստ էության, ցանկացած հնարավոր տիեզերք, որը մենք կարող ենք պատկերացնել առանց գիտակից դիտորդի, արդեն կունենա: Գիտակցությունն այս դեպքում գոյության հիմքն է և գոյություն է ունեցել, թերևս, մինչև ֆիզիկական տիեզերքի առաջացումը: Գիտակցությունը բառացիորեն ստեղծում է ֆիզիկական աշխարհը:

Այս բացահայտումները երաշխավորում են հսկայական հետևանքներ այն բանի համար, թե ինչպես ենք մենք հասկանում մեր հարաբերություններն արտաքին աշխարհի հետ և ինչպիսի հարաբերություններ կարող ենք ունենալ Տիեզերքի հետ: Որպես կենդանի էակներ՝ մենք ուղղակիորեն հասանելի ենք այն ամենին, ինչ գոյություն ունի և այն ամենի հիմքում, ինչ ֆիզիկապես գոյություն ունի: Գիտակցությունը մեզ թույլ է տալիս դա անել: «Մենք իրականություն ենք ստեղծում» այս համատեքստում նշանակում է, որ մեր մտքերը ստեղծում են այն հեռանկարը, թե ինչպիսին ենք մենք մեր աշխարհում, բայց եթե նայեք դրան, մեզ համար կարևոր է ճշգրիտ հասկանալ այս գործընթացը: Մենք ֆիզիկական տիեզերքը ծնում ենք մեր սուբյեկտիվության միջոցով: Տիեզերքի հյուսվածքը գիտակցությունն է, և մենք պարզապես ալիքներ ենք տիեզերքի ծովի վրա: Պարզվում է, որ մենք բախտ ենք ունեցել ապրելու նման կյանքի հրաշքը, և Տիեզերքը շարունակում է իր ինքնագիտակցության մի մասը թափել մեր մեջ։

«Ես կարծում եմ, որ գիտակցությունը հիմնարար է: Ես մատերիան համարում եմ գիտակցության ածանցյալ։ Մենք չենք կարող անգիտակից մնալ. Այն ամենը, ինչի մասին մենք խոսում ենք, այն ամենը, ինչ մենք տեսնում ենք որպես գոյություն, նշանակում է գիտակցություն»: - Մաքս Պլանկ, Նոբելյան մրցանակակիր և քվանտային տեսության առաջամարտիկ։

Տարրական մասնիկների պատկերը պատկերացնելու և դրանց մասին տեսողականորեն մտածելու փորձը նշանակում է բոլորովին սխալ պատկերացում ունենալ դրանց մասին։

Վ.Հայզինբերգ

Հաջորդ երկու գլուխներում կոնկրետ փորձերի օրինակով կծանոթանանք քվանտային ֆիզիկայի հիմնական հասկացություններին, կդարձնենք դրանք հասկանալի և «աշխատող»։ Այնուհետև մենք կքննարկենք մեզ անհրաժեշտ տեսական հասկացությունները և կկիրառենք դրանք այն ամենի վրա, ինչ զգում ենք, տեսնում և դիտում: Եվ հետո եկեք տեսնենք, թե ինչն է սովորաբար դասակարգվում որպես միստիցիզմ:

Դասական ֆիզիկայի համաձայն՝ ուսումնասիրվող օբյեկտը գտնվում է բազմաթիվ հնարավոր վիճակներից միայն մեկում։ Նա չի կարող լինել միաժամանակ մի քանի նահանգներում, հնարավոր չէ իմաստավորել վիճակների գումարը. Եթե ​​ես հիմա սենյակում եմ, ուրեմն միջանցքում չեմ: Անհնար է այն վիճակը, երբ ես և սենյակում եմ, և միջանցքում։ Ես չեմ կարող այնտեղ և այնտեղ լինել միաժամանակ: Եվ ես չեմ կարող անմիջապես հեռանալ այստեղից դռնով և ցատկել պատուհանից. ես կամ դուրս եմ գալիս դռնով, կամ ցատկում պատուհանից: Ակնհայտ է, որ այս մոտեցումը լիովին համապատասխանում է ամենօրյա ողջախոհությանը:

Քվանտային մեխանիկայում (QM) այս իրավիճակը հնարավորներից մեկն է միայն։ Համակարգի վիճակները, երբ իրականացվում է բազմաթիվ տարբերակներից միայն մեկը, կոչվում են քվանտային մեխանիկայում խառը, կամ խառնուրդ. Խառը վիճակները ըստ էության դասական են. մի համակարգ կարելի է գտնել որոշակի հավանականությամբ պետություններից մեկում, բայց ոչ միանգամից մի քանի նահանգներում:

Սակայն հայտնի է, որ բնության մեջ կա բոլորովին այլ իրավիճակ, երբ օբյեկտը միաժամանակ մի քանի վիճակում է։ Այսինքն՝ երկու կամ ավելի պետություններ դրված են միմյանց վրա՝ առանց փոխադարձ ազդեցության։ Օրինակ, փորձնականորեն ապացուցված է, որ մեկ առարկա, որը մենք սովորաբար անվանում ենք մասնիկ, կարող է միաժամանակ անցնել անթափանց էկրանի երկու ճեղքերով: Առաջին ճեղքով անցնող մասնիկը մի վիճակ է, նույն մասնիկը, որն անցնում է երկրորդ ճեղքով՝ մեկ այլ վիճակ։ Իսկ փորձը ցույց է տալիս, որ այս վիճակների գումարը դիտվում է։ Այս դեպքում խոսում են սուպերպոզիցիաներվիճակներ կամ մաքուր քվանտային վիճակի մասին։

Խոսքը վերաբերում է քվանտային սուպերպոզիցիա(համահունչ սուպերպոզիցիա), այսինքն՝ դասական տեսակետից միաժամանակ հնարավոր չդարձնող վիճակների սուպերպոզիցիային։ Սուպերպոզիցիոն վիճակները կարող են գոյություն ունենալ միայն դիտարկվող համակարգի և նրա միջավայրի միջև փոխազդեցության բացակայության դեպքում: Դրանք նկարագրվում են այսպես կոչված ալիքային ֆունկցիայով, որը կոչվում է նաև վիճակի վեկտոր։ Այս նկարագրությունը ձևակերպվում է՝ նշելով վեկտոր Հիլբերտի տարածության մեջ՝ սահմանելով վիճակների ամբողջական փաթեթը, որում կարող է լինել փակ օղակի համակարգը:

Տե՛ս գրքի վերջում գտնվող հիմնական տերմինների բառարանը: Հիշեցնեմ, որ տառատեսակով ընդգծված տեղերը նախատեսված են այն ընթերցողի համար, ով նախընտրում է բավականին խիստ ձևակերպումներ կամ ցանկանում է ծանոթանալ QM մաթեմատիկական ապարատին։ Դուք կարող եք բաց թողնել այս հատվածները՝ չվախենալով ազդելու տեքստի ձեր ընդհանուր ընկալման վրա, հատկապես առաջին ընթերցման ժամանակ:

Ալիքային ֆունկցիան հատուկ դեպք է, վիճակի վեկտորը որպես կոորդինատների և ժամանակի ֆունկցիա ներկայացնելու հնարավոր ձևերից մեկը։ Սա համակարգի ներկայացումն է, որը հնարավորինս մոտ է սովորական դասական նկարագրությանը, որը ենթադրում է ընդհանուր և անկախ տարածություն-ժամանակի առկայություն։

Դրանց առկայությունը երկու տեսակի պայմաններ - խառնուրդներ և սուպերպոզիցիաներ- հիմք է հանդիսանում աշխարհի քվանտային պատկերը հասկանալու և առեղծվածայինի հետ դրա կապը: Մեզ համար մեկ այլ կարևոր թեմա կլինի անցումային պայմաններըվիճակների սուպերպոզիցիան խառնուրդի մեջ և հակառակը: Մենք կքննարկենք այս և այլ հարցեր՝ օգտագործելով հայտնի կրկնակի ճեղքվածքի փորձի օրինակը։

Կրկնակի ճեղքվածքով փորձը նկարագրելիս մենք հավատարիմ ենք Ռիչարդ Ֆեյնմանի ներկայացմանը, տես. Ֆեյնման Ռ. Ֆեյնմանը դասախոսում է ֆիզիկայի մասին: M.: Mir, 1977. T. 3. Ch. 37–38։

Նախ վերցնենք գնդացիր և մտովի անցկացնենք Նկ. 1

Շատ լավ չէ, մեր գնդացիրը։ Այն արձակում է փամփուշտներ, որոնց թռիչքի ուղղությունը նախապես անհայտ է։ Կամ աջ են թռչելու, կամ ձախ.... Ավտոմատի դիմաց զրահապատ թիթեղ կա, մեջը երկու անցք կա, որոնց միջով ազատորեն անցնում են փամփուշտները։ Հաջորդը «դետեկտորն» է՝ ցանկացած թակարդ, որի մեջ խրվում են դրա մեջ ընկած բոլոր փամփուշտները: Փորձի վերջում դուք կարող եք վերահաշվարկել թակարդում խրված փամփուշտների քանակը մեկ միավորի երկարության վրա և բաժանել այս թիվը արձակված փամփուշտների ընդհանուր թվի վրա: Կամ կրակոցի տևողության համար, եթե կրակի արագությունը համարվում է հաստատուն: Այս արժեքը որոշակի կետի մոտակայքում խրված փամփուշտների քանակն է թակարդի մեկ միավորի երկարության վրա X, կապված փամփուշտների ընդհանուր քանակի հետ, մենք կանվանենք գնդակի կետին դիպչելու հավանականությունը. X. Նկատի ունեցեք, որ մենք կարող ենք խոսել միայն հավանականության մասին. չենք կարող հստակ ասել, թե հաջորդ գնդակը որտեղ կդիպչի։ Եվ նույնիսկ եթե այն ընկնի փոսի մեջ, այն կարող է ռիկոշետ դուրս գալ իր եզրից և գնալ ոչ ոք չգիտի, թե որտեղ:

Եկեք մտովի կատարենք երեք փորձ. առաջինը, երբ առաջին ճեղքը բաց է, իսկ երկրորդը՝ փակ. երկրորդը, երբ երկրորդ բնիկը բաց է, իսկ առաջինը փակ է: Եվ վերջապես երրորդ փորձը՝ երբ երկու ճեղքերը բաց են։

Մեր առաջին «փորձի» արդյունքը ցույց է տրված նույն նկարում՝ գրաֆիկի վրա: Դրանում հավանականության առանցքը դրված է դեպի աջ, իսկ կոորդինատը կետի դիրքն է X. Կետավոր գիծը ցույց է տալիս փամփուշտների P 1 հավանականության բաշխումը դետեկտորին, երբ առաջին ճեղքը բաց է, կետավոր կորը դետեկտորին դիպչելու հավանականությունն է, երբ երկրորդ ճեղքը բաց է, իսկ հոծ գիծը՝ փամփուշտների դիպչելու հավանականությունը։ դետեկտոր երկու բաց ճեղքերով, որոնք մենք նշել ենք որպես P 12: Համեմատելով P 1, P 2 և P 12 արժեքները, մենք կարող ենք եզրակացնել, որ հավանականությունները պարզապես գումարվում են,

P 1 + P 2 = P 12.

Այսպիսով, փամփուշտների համար երկու միաժամանակ բաց անցքերի էֆեկտը յուրաքանչյուր անցք առանձին-առանձին ազդեցության գումարն է:

Եկեք պատկերացնենք նույն փորձը էլեկտրոնների հետ, որի դիագրամը ներկայացված է Նկ. 2.

Վերցնենք էլեկտրոնային ատրճանակ, ինչպես նախկինում ամեն հեռուստացույցում, և դրա դիմաց տեղադրենք երկու ճեղքերով էկրան՝ էլեկտրոնների համար անթափանց: Ճեղքերով անցնող էլեկտրոնները կարելի է գրանցել տարբեր եղանակներով՝ օգտագործելով ցայտող էկրան, էլեկտրոնի ազդեցությունը, որի վրա լույսի բռնկում է առաջանում, լուսանկարչական թաղանթ կամ օգտագործելով տարբեր տեսակի հաշվիչներ, օրինակ՝ Գեյգերի հաշվիչը:

Հաշվարկների արդյունքները այն դեպքում, երբ անցքերից մեկը փակ է, բավականին կանխատեսելի են և շատ նման են գնդացիրից կրակոցի արդյունքներին (կետերի և գծերի գծերը նկարում): Բայց այն դեպքում, երբ երկու ճեղքերը բաց են, մենք ստանում ենք միանգամայն անսպասելի P 12 կոր, որը ցույց է տրված հոծ գծով։ Այն ակնհայտորեն չի համընկնում P 1 և P 2 գումարի հետ: Ստացված կորը կոչվում է ինտերֆերենցիա օրինակ երկու ճեղքերից։

Փորձենք պարզել, թե ինչ է կատարվում այստեղ: Եթե ​​ելնենք այն վարկածից, որ էլեկտրոնն անցնում է 1-ին կամ 2-րդ ճեղքվածքով, ապա երկու բաց ճեղքերի դեպքում պետք է ստանանք մեկից և մյուսից ստացված ներդրումների գումարը, ինչպես եղավ գնդացիրային փորձի դեպքում։ . Անկախ իրադարձությունների հավանականությունները գումարվում են, որի դեպքում մենք կստանանք P 1 + P 2 = P 12: Թյուրիմացություններից խուսափելու համար մենք նշում ենք, որ գրաֆիկները արտացոլում են դետեկտորի վրա էլեկտրոնի որոշակի կետի բախման հավանականությունը: Եթե ​​անտեսենք վիճակագրական սխալները, ապա այդ սյուժեները կախված չեն հայտնաբերված մասնիկների ընդհանուր քանակից:

Միգուցե մենք հաշվի չենք առել ինչ-որ էական էֆեկտ, և վիճակների սուպերպոզիցիան (այսինքն էլեկտրոնի միաժամանակյա անցումը երկու ճեղքերով) կապ չունի։ Միգուցե մենք ունենք էլեկտրոնների շատ հզոր հոսք, և տարբեր էլեկտրոններ, անցնելով տարբեր ճեղքերով, ինչ-որ կերպ աղավաղում են միմյանց շարժումը: Այս վարկածը ստուգելու համար անհրաժեշտ է արդիականացնել էլեկտրոնային ատրճանակը, որպեսզի էլեկտրոնները շատ հազվադեպ դուրս թռչեն դրանից։ Ասենք ոչ ավելի, քան կես ժամը մեկ անգամ։ Այս ընթացքում յուրաքանչյուր էլեկտրոն, անշուշտ, կթռչի հրացանից մինչև դետեկտոր ամբողջ հեռավորությունը և կգրանցվի: Այսպիսով, թռչող էլեկտրոնների փոխադարձ ազդեցությունը չի լինի միմյանց վրա:

Ոչ շուտ ասել, քան արվել: Մենք արդիականացրինք էլեկտրոնային ատրճանակը և վեց ամիս անցկացրինք տեղադրման մոտ՝ կատարելով փորձարկում և հավաքելով անհրաժեշտ վիճակագրություն։ Ի՞նչ է ստացվում: Նա մի քիչ էլ չի փոխվել։

Բայց միգուցե էլեկտրոնները ինչ-որ կերպ թափառում են անցքից անցք և նոր միայն հասնում դետեկտորին: Այս բացատրությունը նույնպես հարմար չէ՝ կորի վրա Պ 12, երկու բաց ճեղքերով, կան կետեր, որտեղ զգալիորեն ավելի քիչ էլեկտրոններ են ընկնում, քան բացված ճեղքերը: Ընդհակառակը, կան կետեր, որտեղ էլեկտրոնների բախման հավանականությունը երկու անգամից ավելի է, քան յուրաքանչյուր ճեղքով էլեկտրոնների առանձին անցնելու հավանականությունը:

Հետևաբար, այն պնդումը, որ էլեկտրոններն անցնում են 1-ին կամ 2-րդ ճեղքով, ճիշտ չէ: Նրանք միաժամանակ անցնում են երկու ճեղքերով։ Եվ շատ պարզ մաթեմատիկական ապարատը, որը նկարագրում է նման գործընթացը, բացարձակապես ճշգրիտ համաձայնություն է տալիս փորձին, որը ցույց է տրված գրաֆիկի հոծ գծով:

Եթե ​​հարցին ավելի խիստ մոտենանք, ապա այն պնդումը, թե էլեկտրոնն անցնում է միաժամանակ երկու ճեղքերով, ճիշտ չէ։ «Էլեկտրոն» հասկացությունը կարող է փոխկապակցվել միայն տեղական օբյեկտի հետ (խառը, «դրսևորված» վիճակ), սակայն այստեղ մենք գործ ունենք ալիքային ֆունկցիայի տարբեր բաղադրիչների քվանտային սուպերպոզիցիային։

Ո՞րն է տարբերությունը փամփուշտների և էլեկտրոնների միջև: Քվանտային մեխանիկայի տեսանկյունից՝ ոչինչ։ Միայն, ինչպես ցույց են տալիս հաշվարկները, փամփուշտների ցրման միջակայքի օրինաչափությունը բնութագրվում է այնպիսի նեղ առավելագույնով և նվազագույնով, որ ոչ մի դետեկտոր չի կարողանում գրանցել դրանք: Այս նվազագույնների և առավելագույնների միջև հեռավորությունները անչափ ավելի փոքր են, քան բուն փամփուշտի չափը: Այսպիսով, դետեկտորները կտան միջին պատկեր, որը ցույց է տրված Նկ. 1.

Հիմա փորձի մեջ այնպիսի փոփոխություններ կատարենք, որ կարողանանք «հետևել» էլեկտրոնին, այսինքն՝ պարզենք, թե որ ճեղքով է այն անցնում։ Եկեք դետեկտոր տեղադրենք ճեղքերից մեկի մոտ, որը գրանցում է էլեկտրոնի անցումը դրա միջով (նկ. 3):

Այս դեպքում, եթե տարանցիկ դետեկտորը գրանցի էլեկտրոնի անցումը 2-րդ ճեղքով, կիմանանք, որ էլեկտրոնն անցել է այս ճեղքով, իսկ եթե տրանզիտ դետեկտորը ազդանշան չի տալիս, բայց հիմնական դետեկտորը ազդանշան է տալիս, ապա այն. պարզ է, որ էլեկտրոնն անցել է 1-ին ճեղքով: Մենք կարող ենք Մենք կարող ենք նաև տեղադրել երկու տարանցիկ դետեկտոր յուրաքանչյուր ճեղքի վրա, բայց դա ոչ մի կերպ չի ազդի մեր փորձի արդյունքների վրա: Իհարկե, ցանկացած դետեկտոր, այսպես թե այնպես, կխեղաթյուրի էլեկտրոնի շարժումը, բայց մենք այդ ազդեցությունը կհամարենք ոչ այնքան էական։ Մեզ համար շատ ավելի կարևոր է հենց այն փաստը, որ արձանագրենք, թե որ ճեղքերով է անցնում էլեկտրոնը։

Ի՞նչ պատկեր եք կարծում, մենք կտեսնենք: Փորձի արդյունքը ներկայացված է Նկ. 3, դա որակապես չի տարբերվում գնդացիրների կրակոցների փորձից։ Այսպիսով, մենք պարզեցինք, որ երբ մենք նայում ենք էլեկտրոնին և ֆիքսում նրա վիճակը, այն անցնում է կամ այս կամ այն ​​անցքով: Այս պետությունների սուպերպոզիցիան չկա: Եվ երբ մենք դրան չենք նայում, էլեկտրոնն անցնում է միաժամանակ երկու ճեղքերով, և էկրանի վրա մասնիկների բաշխումը բոլորովին տարբերվում է այն ժամանակից, երբ մենք նայում ենք դրանց: Պարզվում է, որ դիտարկումը, այսպես ասած, «պոկում է» առարկան անորոշ քվանտային վիճակներից և տեղափոխում դրսևորվող, դիտելի, դասական վիճակի։

Միգուցե այս ամենը ճիշտ չէ, և բանն այն է միայն, որ թռիչք առ թռիչք դետեկտորը չափից շատ է աղավաղում էլեկտրոնների շարժումը։ Լրացուցիչ փորձեր կատարելով տարբեր դետեկտորների հետ, որոնք տարբեր ձևերով աղավաղում են էլեկտրոնների շարժումը, մենք եզրակացնում ենք, որ այս էֆեկտի դերը այնքան էլ նշանակալի չէ: Նշանակալի է միայն օբյեկտի վիճակի ֆիքսման փաստը։

Այսպիսով, թեև դասական համակարգի վրա կատարված չափումը կարող է ազդեցություն չունենալ նրա վիճակի վրա, դա այդպես չէ քվանտային համակարգի դեպքում. չափումը ոչնչացնում է զուտ քվանտային վիճակը՝ վերափոխելով սուպերպոզիցիան խառնուրդի:

Կատարենք ստացված արդյունքների մաթեմատիկական ամփոփում. Քվանտային տեսության մեջ վիճակի վեկտորը սովորաբար նշվում է | >. Եթե ​​համակարգը սահմանող տվյալների մի շարք նշվում է x տառով, ապա վիճակի վեկտորը կունենա |x> ձևը:

Նկարագրված փորձի մեջ առաջին բաց ճեղքով վիճակի վեկտորը նշանակվում է որպես |1>, երկրորդ բաց ճեղքով՝ որպես |2>, երկու բաց ճեղքերով վիճակի վեկտորը կպարունակի երկու բաղադրիչ.

|x> = a|1> + b|2>, (1)

որտեղ a-ն և b-ը բարդ թվեր են, որոնք կոչվում են հավանականության ամպլիտուդներ: Նրանք բավարարում են նորմալացման պայմանը |ա| 2 + |բ| 2 = 1.

Եթե ​​տեղադրված է տարանցիկ դետեկտոր, ապա քվանտային համակարգը դադարում է փակվել, քանի որ արտաքին համակարգը՝ դետեկտորը, փոխազդում է դրա հետ: Սուպերպոզիցիայի անցումը խառնուրդի մեջ տեղի է ունենում , իսկ այժմ յուրաքանչյուր ճեղքվածքով անցնող էլեկտրոնների հավանականությունները տրված են P 1 = |a| 2 , P 2 = |բ| 2, P 1 + P 2 = 1. Միջամտություն չկա, գործ ունենք խառը վիճակի հետ։

Եթե ​​իրադարձությունը կարող է տեղի ունենալ դասական տեսանկյունից միմյանց բացառող մի քանի ձևերով, ապա իրադարձության հավանականության ամպլիտուդը յուրաքանչյուր առանձին ալիքի հավանականության ամպլիտուդների գումարն է, իսկ իրադարձության հավանականությունը որոշվում է P բանաձևով: = |(ա|1> + բ|2>)| 2. Միջամտությունը տեղի է ունենում, այսինքն՝ փոխադարձ ազդեցություն վիճակի վեկտորի երկու բաղադրիչների արդյունքում առաջացող հավանականության վրա։ Այս դեպքում ասում են, որ գործ ունենք պետությունների սուպերպոզիցիայի հետ։

Նկատի ունեցեք, որ սուպերպոզիցիան երկու դասական վիճակների խառնուրդ չէ (մի քիչ մեկի, մի քիչ մյուսի), այն ոչ տեղային վիճակ է, որտեղ էլեկտրոն չկա՝ որպես դասական իրականության լոկալ տարր։ ընթացքում միայն decoherence, շրջակա միջավայրի (մեր դեպքում՝ էկրանի) հետ փոխազդեցությունից առաջացած էլեկտրոնը հայտնվում է տեղական դասական օբյեկտի տեսքով։

Decoherence-ը սուպերպոզիցիային խառնուրդի անցման գործընթացն է՝ տարածության մեջ չտեղայնացված քվանտային վիճակից դիտելի վիճակի։

Այժմ՝ կարճ էքսկուրսիա նման փորձերի պատմության մեջ: Լույսի միջամտությունը երկու ճեղքերում առաջին անգամ նկատվել է անգլիացի գիտնական Թոմաս Յանգի կողմից 19-րդ դարի սկզբին։ Այնուհետև, 1926–1927 թվականներին, Կ. Դ. Դևիսսոնը և Լ. Հ. Գերմերը, նիկելի միաբյուրեղի օգտագործմամբ փորձերի ժամանակ հայտնաբերեցին էլեկտրոնների դիֆրակցիա. մի երևույթ, երբ էլեկտրոններն անցնում են բյուրեղի հարթություններից ձևավորված բազմաթիվ «ճեղքերով», նկատվում են պարբերական գագաթներ։ դրանց ինտենսիվությունը. Այս գագաթների բնույթը լիովին նման է կրկնակի ճեղքվածքով փորձարկման գագաթների բնույթին, և դրանց տարածական դասավորությունը և ինտենսիվությունը հնարավորություն են տալիս ճշգրիտ տվյալներ ստանալ բյուրեղի կառուցվածքի վերաբերյալ։ Այս գիտնականները, ինչպես նաև Դ. Պ. Թոմսոնը, ով ինքնուրույն հայտնաբերեց նաև էլեկտրոնների դիֆրակցիան, արժանացան Նոբելյան մրցանակի 1937 թ.

Այնուհետև նմանատիպ փորձերը բազմիցս կրկնվել են, այդ թվում՝ «առանձին-առանձին» թռչող էլեկտրոնների, ինչպես նաև նեյտրոնների և ատոմների հետ, և բոլորում դիտարկվել է քվանտային մեխանիկայի կողմից կանխատեսված միջամտության օրինաչափությունը։ Հետագայում փորձեր են իրականացվել ավելի մեծ մասնիկների հետ։ Այդ փորձերից մեկը (տետրաֆենիլպորֆիրինի մոլեկուլներով) իրականացվել է 2003 թվականին Վիեննայի համալսարանի մի խումբ գիտնականների կողմից՝ Անտոն Զեյլինգերի գլխավորությամբ։ Այս դասական կրկնակի ճեղքվածքով փորձը հստակ ցույց տվեց միջամտության օրինաչափության առկայությունը քվանտային ստանդարտներով շատ մեծ մոլեկուլի միաժամանակյա անցումից երկու ճեղքերով:

Hackermueller L., Uttenthaler S., Hornberger K., Reiger E., Brezger B., Zeilinger A. և Arndt M.Կենսամոլեկուլների և ֆտորոֆուլերենների ալիքային բնույթը: Ֆիզ. Վեր. Լեթ. 91, 090408 (2003 թ.):

Մինչ օրս ամենատպավորիչ փորձը վերջերս իրականացվել է հետազոտողների նույն խմբի կողմից: Այս ուսումնասիրության մեջ ֆուլերենների ճառագայթը (C 70 մոլեկուլներ, որոնք պարունակում են 70 ածխածնի ատոմ) ցրված է դիֆրակցիոն ցանցի վրա, որը բաղկացած է մեծ թվով նեղ ճեղքերից: Միևնույն ժամանակ, լազերային ճառագայթի միջոցով հնարավոր եղավ իրականացնել ճառագայթով թռչող C 70 մոլեկուլների վերահսկվող ջեռուցում, ինչը հնարավորություն տվեց փոխել դրանց ներքին ջերմաստիճանը (այլ կերպ ասած՝ այս մոլեկուլների ներսում ածխածնի ատոմների միջին թրթռման էներգիան։ ).

Hackermueller L., Hornberger K., Brezger B., Zeilinger A. և Arndt M.Նյութի ալիքների տարրալուծում ճառագայթման ջերմային արտանետմամբ // Nature 427, 711 (2004):

Այժմ հիշեք, որ ցանկացած տաքացած մարմին, ներառյալ ֆուլերենի մոլեկուլը, արտանետում է ջերմային ֆոտոններ, որոնց սպեկտրը արտացոլում է համակարգի հնարավոր վիճակների միջև անցումների միջին էներգիան: Նման մի քանի ֆոտոններից սկզբունքորեն հնարավոր է որոշել դրանք արձակած մոլեկուլի հետագիծը՝ մինչև արտանետվող քվանտի ալիքի երկարությունը։ Նկատի ունեցեք, որ որքան բարձր է ջերմաստիճանը և, համապատասխանաբար, որքան կարճ է քվանտի ալիքի երկարությունը, այնքան ավելի ճշգրիտ կարող ենք որոշել մոլեկուլի դիրքը տարածության մեջ, և որոշակի կրիտիկական ջերմաստիճանում ճշգրտությունը բավարար կլինի որոշելու, թե կոնկրետ որ ճեղքում է տեղի է ունեցել ցրում.

Համապատասխանաբար, եթե ինչ-որ մեկը շրջապատում է Zeilinger-ի տեղադրումը կատարյալ ֆոտոնային դետեկտորներով, ապա, սկզբունքորեն, նա կարող է որոշել, թե դիֆրակցիոն ցանցի ճեղքերից որն է ֆուլերենը ցրված: Այլ կերպ ասած, մոլեկուլի կողմից լույսի քվանտների արտանետումը փորձարարին տեղեկատվություն կհաղորդեր սուպերպոզիցիայի բաղադրիչները բաժանելու համար, որոնք մեզ տվել է fly-by դետեկտորը: Այնուամենայնիվ, տեղադրման շուրջ դետեկտորներ չկային։ Ինչպես կանխատեսում էր դեկոհերենցիայի տեսությունը, նրանց միջավայրը դեր խաղաց:

Ապակոհերենցիայի տեսությունը ավելի մանրամասն կքննարկվի 6-րդ գլխում:

Փորձի ընթացքում պարզվել է, որ լազերային տաքացման բացակայության դեպքում նկատվում է միջամտության օրինաչափություն, որը լիովին նման է էլեկտրոնների հետ փորձի երկու ճեղքերի օրինակին: Լազերային ջեռուցումը միացնելը նախ հանգեցնում է ինտերֆերենցիոն կոնտրաստի թուլացմանը, իսկ հետո, երբ ջեռուցման հզորությունը մեծանում է, միջամտության էֆեկտների իսպառ անհետացմանը: Պարզվել է, որ ջերմաստիճանում Տ < 1000K молекулы ведут себя как квантовые частицы, а при Տ> 3000K, երբ ֆուլերենների հետագծերը շրջակա միջավայրի կողմից «ֆիքսված» են պահանջվող ճշգրտությամբ՝ դասական մարմինների նման:

Այսպիսով, պարզվեց, որ միջավայրը կարող է խաղալ սուպերպոզիցիայի բաղադրիչները մեկուսացնելու ունակ դետեկտորի դեր: Դրանում ջերմային ֆոտոնների հետ այս կամ այն ​​ձևով փոխազդելիս արձանագրվել է տեղեկատվություն ֆուլերենի մոլեկուլի հետագծի և վիճակի մասին։ Հատուկ սարքի կարիք չկա: Ամենևին կարևոր չէ, թե ինչի միջոցով է տեղի ունենում տեղեկատվության փոխանակում՝ հատուկ տեղադրված դետեկտորի, շրջակա միջավայրի, թե անձի միջոցով։ Պետությունների համախմբվածության ոչնչացման և միջամտության օրինաչափության անհետացման համար կարևոր է միայն տեղեկատվության հիմնարար առկայությունը, թե որ ճեղքերով է անցել մասնիկը, և ով է այն ստանում, կարևոր չէ։ Այլ կերպ ասած, սուպերպոզիցիոն վիճակների ամրագրումը կամ «դրսևորումը» պայմանավորված է ենթահամակարգի (այս դեպքում՝ ֆուլերենի մասնիկի) և շրջակա միջավայրի միջև տեղեկատվության փոխանակմամբ։

Մոլեկուլների վերահսկվող տաքացման հնարավորությունը այս փորձի ժամանակ հնարավորություն տվեց ուսումնասիրել անցումը քվանտից դասական ռեժիմի բոլոր միջանկյալ փուլերում։ Պարզվեց, որ դեկոերենցիայի տեսության շրջանակներում կատարված հաշվարկները (քննարկվում է ստորև) լիովին համապատասխանում են փորձարարական տվյալներին։

Այլ կերպ ասած, փորձը հաստատեց դեկոհերենցիայի տեսության եզրակացությունները, որ դիտարկվող իրականության հիմքը ոչ տեղայնացված և «անտեսանելի» քվանտային իրականությունն է, որը տեղայնացված և «տեսանելի» է դառնում տեղի ունեցող տեղեկատվության փոխանակման ընթացքում: այս գործընթացին ուղեկցող պետությունների փոխազդեցության և ամրագրման ժամանակ։

Նկ. Նկար 4-ը ցույց է տալիս Zeilinger-ի տեղադրման դիագրամը՝ առանց որևէ մեկնաբանության: Պարզապես հիացեք նրանով:

Թագավորի նոր միտքը [Համակարգիչների, մտածողության և ֆիզիկայի օրենքների մասին] Ռոջեր Պենրոուզ

Կրկնակի ճեղքվածքով փորձ

Կրկնակի ճեղքվածքով փորձ

Դիտարկենք «արխետիպային» քվանտային մեխանիկական փորձը, որտեղ էլեկտրոնների, լույսի կամ որևէ այլ «ալիք-մասնիկի» ճառագայթը երկու նեղ ճեղքերով ուղղվում է դրանց հետևում գտնվող էկրանի վրա (Նկար 6.3):

Բրինձ. 6.Զ.Փորձեք երկու ճեղքերով և մոնոխրոմատիկ լույսով (Նկարում նշված նշումները. Ս (անգլերեն) աղբյուր) - աղբյուր, տ (անգլերեն) վերեւ) - վերին [ճեղք], բ (անգլերեն) ներքեւ) - ցածր [բացը]: - Նշում խմբագրել.)

Ավելի մեծ կոնկրետության համար եկեք ընտրենք լույսև մենք համաձայնում ենք լույսի քվանտը անվանել «ֆոտոն»՝ համաձայն ընդունված տերմինաբանության։ Լույսի որպես հոսքի ամենաակնառու դրսեւորումը մասնիկներ(ֆոտոններ) նկատվում է էկրանին։ Լույսը էկրան է հասնում էներգիայի դիսկրետ կետային մասերի տեսքով, որոնք միշտ կապված են լույսի հաճախականության հետ Պլանկի բանաձևով. Ե = հվ . Էներգիան երբեք չի փոխանցվում որպես ֆոտոնի «կես» (կամ այլ բաժին): Ֆոտոնի հայտնաբերումը ամեն ինչ կամ ոչինչ երեւույթ է: Երբևէ նկատվում է ֆոտոնների միայն ամբողջ թիվ:

Բայց երբ ֆոտոններն անցնում են երկու ճեղքերով, նրանք հայտնաբերում են ալիք վարքագիծը. Ենթադրենք, որ սկզբում բաց է միայն մեկ բնիկը (իսկ երկրորդը սերտորեն փակ է): Այս ճեղքով անցնելով՝ լույսի ճառագայթը «ցրվում է» (այս երևույթը կոչվում է դիֆրակցիաև բնորոշ է ալիքի տարածմանը): Առայժմ կարելի է հավատարիմ մնալ կորպուսուլյար տեսակետին և ենթադրել, որ փնջի ընդլայնումը պայմանավորված է ճեղքի եզրերի ազդեցությամբ, ինչի հետևանքով ֆոտոնները պատահականորեն շեղվում են երկու ուղղություններով: Երբ ճեղքով անցնող լույսը բավականաչափ ինտենսիվ է (ֆոտոնների թիվը մեծ է), էկրանի լուսավորությունը միատեսակ է հայտնվում։ Բայց եթե լույսի ինտենսիվությունը նվազում է, ապա մենք կարող ենք վստահորեն ասել, որ էկրանի լուսավորությունը կբաժանվի առանձին բծերի՝ կորպուսուլյար տեսության համաձայն: Պայծառ կետերը գտնվում են այնտեղ, որտեղ առանձին ֆոտոններ հասնում են էկրանին: Լուսավորման միատեսակ թվացող բաշխումը վիճակագրական էֆեկտ է, որը պայմանավորված է երևույթի մեջ ներգրավված ֆոտոնների շատ մեծ քանակով (նկ. 6.4):

Բրինձ. 6.4.Էկրանի վրա ինտենսիվության բաշխման պատկերը, երբ բաց է միայն մեկ ճեղք. դիտվում է առանձին մանր բծերի բաշխում

(Համեմատության համար նշենք, որ 60 վտ հզորությամբ լամպը վայրկյանում արձակում է մոտ 100,000,000,000,000,000,000 ֆոտոն): Ֆոտոնները, իրոք, պատահականորեն շեղվում են, երբ անցնում են ճեղքի միջով: Ավելին, տարբեր անկյուններում շեղումները տարբեր հավանականություններ ունեն, ինչից էլ տեղի է ունենում լուսավորության դիտարկվող բաշխումը էկրանին։

Բայց կորպուսուլյար պատկերի համար հիմնական դժվարությունն առաջանում է, երբ բացում ենք երկրորդ ճեղքը։ Ենթադրենք լույսն արտանետվում է դեղին նատրիումի լամպից, սա նշանակում է, որ այն ունի մաքուր գույն՝ առանց կեղտերի, կամ, եթե օգտագործենք ֆիզիկայի տերմինը՝ լույս։ մոնոխրոմատիկ, այսինքն՝ այն ունի մեկ կոնկրետ հաճախականություն, կամ, կորպուսուլյար պատկերի լեզվով ասած, բոլոր ֆոտոններն ունեն նույն էներգիան։ Ալիքի երկարությունը այս դեպքում կազմում է մոտ 5 x 10 -7 մ Ենթադրենք, որ ճեղքերը ունեն մոտ 0,001 մմ լայնություն և միմյանցից 0,15 մմ հեռավորության վրա, իսկ էկրանը գտնվում է մոտ 1 մ հեռավորության վրա: Դրանցից բավականաչափ բարձր լույսի ինտենսիվությամբ լուսավորության բաշխումը դեռ միատեսակ է թվում, բայց այժմ որոշակի տեսք կա: ալիքաձև, կանչեց միջամտության օրինաչափություն - Էկրանի վրա կենտրոնից մոտավորապես 3 մմ հեռավորության վրա նկատվում են շերտեր (նկ. 6.5):

Բրինձ. 6.5.Ինտենսիվության բաշխման ձևը, երբ երկու ճեղքերը բաց են. դիտվում է առանձին բծերի ալիքային բաշխում

Երկրորդ ճեղքը բացելով՝ մենք հույս ունեինք տեսնել էկրանի կրկնակի լուսավորվածությունը (և դա իսկապես ճիշտ կլինի, եթե հաշվի առնենք. լիքըէկրանի լուսավորություն): Բայց պարզվեց, որ հիմա մանրամասն նկարչությունլուսավորությունը բոլորովին տարբերվում է մեկ բաց ճեղքով տեղի ունեցածից: Էկրանի այն կետերում, որտեղ լուսավորությունը առավելագույն է, դրա ինտենսիվությունը ներսում չէ երկու, և մեջ չորսանգամ ավելի շատ, քան նախկինում էր: Այլ կետերում, որտեղ լուսավորությունը նվազագույն է, ինտենսիվությունը իջնում ​​է զրոյի: Զրոյական ինտենսիվությամբ կետերը, հավանաբար, ամենամեծ առեղծվածն են ներկայացնում կորպուսուլյար տեսակետի համար: Սրանք այն կետերն են, որոնց ֆոտոնը կարող էր ապահով կերպով հասնել, եթե բաց լիներ միայն մեկ ճեղքը: Հիմա, երբ բացեցինք երկրորդ ճեղքը, անսպասելիորեն պարզվեց, որ ինչ-որ բան միջամտեցֆոտոնը՝ հասնելու այնտեղ, ուր կարող էր նախկինում հայտնվել: Ինչպես կարող էր դա տեղի ունենալ՝ տալով ֆոտոնը այլընտրանքերթուղին, իրականում մենք կանխվել էդրա անցումը երթուղիներից որևէ մեկի երկայնքով:

Եթե ​​դրա ալիքի երկարությունը վերցնենք որպես ֆոտոնի «չափ», ապա ֆոտոնների սանդղակի վրա երկրորդ ճեղքը գտնվում է առաջինից մոտ 300 «ֆոտոնի չափս» հեռավորության վրա (և յուրաքանչյուր ճեղքի լայնությունը մոտ երկու ֆոտոնի ալիքի երկարություն է) (նկ. 6.6):

Բրինձ. 6.6.Ֆոտոնի «տեսանկյունից» ճեղքերը։ Կարո՞ղ է արդյոք ֆոտոնի համար իսկապես կարևոր լինել՝ երկրորդ ճեղքը, որը գտնվում է մոտ 300 «ֆոտոնի չափսերի» հեռավորության վրա, բաց է, թե փակ:

Ինչպե՞ս է ճեղքերից մեկի միջով անցնող ֆոտոնը «իմանում»՝ մյուս ճեղքը բաց է, թե փակ։ Իրականում, սկզբունքորեն չկա որևէ սահմանափակում այն ​​հեռավորության վրա, որով ճեղքերը կարող են միմյանցից բաժանվել «մարելու կամ ուժեղացման» երևույթի առաջացման համար:

Թվում է, թե երբ լույսն անցնում է մեկ կամ երկու ճեղքերով, այն իրեն նման է պահում ալիք , և ոչ որպես մարմին (մասնիկ): Նման ճնշում - կործանարար միջամտություն - սովորական ալիքների հայտնի հատկություն: Եթե ​​երկու երթուղիներից յուրաքանչյուրը կարող է առանձին անցնել ալիքով, ապա ե՞րբ են դրանք բացվում դրա համար: երկուսն էլ երթուղին, կարող է պարզվել, որ նրանք չեղյալ են հայտարարում միմյանց: Նկ. Նկար 6.7-ը ցույց է տալիս, թե ինչպես է դա տեղի ունենում:

Բրինձ. 6.7.Մաքուր ալիքային պատկերը թույլ է տալիս մեզ պատկերացնել բաց և մուգ շերտերի բաշխումը էկրանին (բայց ոչ դիսկրետությունը) ալիքի միջամտության տեսանկյունից:

Երբ ալիքի ինչ-որ հատված, անցնելով ճեղքերից մեկով, հանդիպում է ալիքի մի մասին, որն անցել է մյուս ճեղքով, նրանք ամրացնում են միմյանց, եթե դրանք գտնվում են «փուլում» (այսինքն, եթե երկու գագաթ կամ երկու տաշտ ​​հանդիպում են) , կամ չեղյալ համարել միմյանց, եթե դրանք «փուլից դուրս» են (այսինքն՝ մի մասի գագաթը հանդիպում է մյուսի երեսին): Կրկնակի ճեղքվածքով փորձարկման ժամանակ էկրանին հայտնվում են պայծառ կետեր, որտեղ մինչև ճեղքերը տարբերվում են. ամբողջ ալիքների երկարությունների քանակն այնպես, որ գագաթները հանդիպեն գագաթներին, իսկ գագաթները՝ գոգերին, և հայտնվում են մութ տեղեր, որտեղ այդ հեռավորությունների տարբերությունը հավասար է ալիքների երկարությունների կես ամբողջ թվի, որպեսզի գագաթները հանդիպեն գոգերին, և տաշտակներ - գագաթներով:

Առեղծվածային ոչինչ չկա սովորական մակրոսկոպիկ դասական ալիքի վարքագծի մեջ, որն անցնում է միաժամանակ երկու ճեղքերով։ Ալիքը, ի վերջո, պարզապես ինչ-որ շարունակական միջավայրի (դաշտի) կամ ինչ-որ նյութի «խառնաշփոթ» է, որը բաղկացած է անհամար մանր կետային մասնիկներից: Խանգարումը կարող է մասամբ անցնել մի ճեղքով, մասամբ՝ մեկ այլ ճեղքով։ Բայց կորպուսուլյար պատկերում իրավիճակն այլ է. յուրաքանչյուր առանձին ֆոտոն ինքն իրեն ալիքի պես է պահում: Ինչ-որ իմաստով ամեն մասնիկ անցնում է երկու ճեղքերով միանգամից և խանգարում է ինքս ինձ հետ ! Քանի որ, եթե դուք զգալիորեն նվազեցնեք լույսի ընդհանուր ինտենսիվությունը, կարող եք երաշխավորել, որ ոչ ավելի, քան մեկ ֆոտոն միաժամանակ տեղակայվելու է ճեղքերի մոտ: Կործանարար միջամտության երևույթը, որտեղ երկու այլընտրանքային ուղիներ ինչ-որ կերպ «հասցնում են» բացառել միմյանց իրագործումից, մի բան է, որը վերաբերում է. միայնակ ֆոտոն. Եթե ​​երկու երթուղիներից միայն մեկը բաց է ֆոտոնի համար, ապա ֆոտոնը կարող է շարժվել նրա երկայնքով: Եթե ​​մեկ այլ երթուղի բաց է, ապա ֆոտոնը կարող է երկրորդ երթուղին անցնել առաջին երթուղու փոխարեն։ Բայց եթե ֆոտոնի դիմաց բաց են երկուսն էլ երթուղին, ապա այս երկու հնարավորությունները հրաշքով բացառում են միմյանց, և պարզվում է, որ ֆոտոնը չի կարող գնալ երկու ճանապարհով:

Ընթերցողին խստորեն խորհուրդ եմ տալիս կանգ առնել և մտածել այս արտասովոր փաստի իմաստի մասին։ Բանն այն չէ, որ լույսը որոշ դեպքերում իրեն պահում է ալիքների պես, իսկ որոշ դեպքերում՝ մասնիկների: Յուրաքանչյուր մասնիկ առանձինինքն իրեն ալիքի պես է պահում. Եվ Տարբեր այլընտրանքային հնարավորությունները, որոնք բացվում են մասնիկի առաջ, երբեմն կարող են ամբողջությամբ ոչնչացնել միմյանց:

Արդյո՞ք ֆոտոնը իրականում բաժանվում է երկու մասի և մասամբ անցնում մի ճեղքով, մասամբ՝ մյուսով: Ֆիզիկոսներից շատերը դեմ կլինեն հարցի այս ձևակերպմանը: Նրանց կարծիքով, մասնիկի համար բաց երկու ուղիներն էլ պետք է նպաստեն վերջնական արդյունքին լրացուցիչշարժման ռեժիմներ, և չպետք է մտածել, որ մասնիկը պետք է երկու մասի բաժանվի, որպեսզի անցնի ճեղքերով։ Այն տեսակետը հաստատելու համար, որ մասնիկը մասամբ չի անցնում մի ճեղքով և մասամբ մյուսի միջով, մենք կարող ենք դիտարկել փոփոխված իրավիճակը, երբ մասնիկների դետեկտոր. Այս դեպքում ֆոտոնը (կամ ցանկացած այլ մասնիկ) միշտ հայտնվում է որպես մեկ ամբողջություն, և ոչ որպես ամբողջի ինչ-որ մասնաբաժին. ի վերջո, մեր դետեկտորը գրանցում է կա՛մ ամբողջական ֆոտոն, կա՛մ ֆոտոնների իսպառ բացակայություն։ Այնուամենայնիվ, եթե դետեկտորը գտնվում է բավական մոտ այն ճեղքերից մեկին, որը դիտողը կարող է տարբերակել, որոնց միջով է անցել ֆոտոնը, ապա էկրանին անհետանում է միջամտության օրինաչափությունը։ Որպեսզի միջամտություն առաջանա, կարծես թե «գիտելիքի պակաս» կա, թե մասնիկը «իրականում» որ ճեղքերով է անցել:

Միջամտություն ստանալու համար, երկուսն էլ այլընտրանքները պետք է նպաստեն՝ երբեմն «ավելացնելով», երկու անգամ ավելի ուժեղացնելով միմյանց, քան կարելի էր սպասել, իսկ երբեմն էլ «հանելով» առեղծվածային. մարելմիմյանց. Իրականում, ըստ քվանտային մեխանիկայի կանոնների, իրականում ավելի խորհրդավոր բան է տեղի ունենում: Իհարկե, այլընտրանքները կարող են գումարվել (էկրանի ամենավառ կետերը), այլընտրանքները կարող են հանել (մուգ կետեր), բայց նրանք կարող են նաև ձևավորել այնպիսի տարօրինակ համակցություններ, ինչպիսիք են.

այլընտրանք Ա + ես x այլընտրանք IN ,

Որտեղ ես - «մինուս մեկ քառակուսի արմատ» ( ես = ? -1 ), որը մենք արդեն հանդիպել ենք 3-րդ գլխում (էկրանի վրա՝ միջանկյալ լույսի ինտենսիվությամբ կետերում)։ Ըստ էության ցանկացած բարդույթթիվը կարող է գործակցի դեր խաղալ «այլընտրանքների համակցության» մեջ:

Ընթերցողն արդեն կարող է հիշել իմ նախազգուշացումը 3-րդ գլխում, որ բարդ թվերը «բացարձակ հիմնարար դեր են խաղում քվանտային մեխանիկայի կառուցվածքում»: Բարդ թվերը միայն մաթեմատիկական հետաքրքրություններ չեն: Ֆիզիկոսները ստիպված էին ուշադրություն դարձնել դրանց վրա համոզիչ ու անսպասելի փորձարարական փաստերով։ Քվանտային մեխանիկա հասկանալու համար մենք պետք է ավելի լավ ծանոթանանք բարդ արժեքային կշռման գործակիցների լեզվին: Տեսնենք, թե դա ինչ հետեւանքների է հանգեցնում։

Կապիտալ գրքից Մարքս Կարլի կողմից

III. ՓՈԽԱՆԱԿՈՒՄ ԵՐԿՈՒ ԲԱԺԱՆՈՒՄՆԵՐԻ ՄԻՋԵՎ. I (v+ t) II գ Մենք սկսում ենք երկու բաժանմունքների միջև հիմնական փոխանակում: (1000v +1000մ.) I - այս արժեքները, որոնք իրենց արտադրողների ձեռքում գոյություն ունեն արտադրության միջոցների բնական ձևով, փոխանակվում են 2000 IIc-ով, արժեքներով,

NOTHING ORDINARY գրքից Միլման Դենի կողմից

ԸՆՏՐՈՒԹՅՈՒՆ ԵՐԿՈՒ ԱՇԽԱՐՀՆԵՐԻ ՄԻՋԵՎ Օրվա ընթացքում մեր գիտակցությունը շտապում է երկու աշխարհների միջև, և դրանցից միայն մեկն է հուսալի իրականություն Առաջին աշխարհը կարելի է անվանել օբյեկտիվ. այն ներառում է այն, ինչ կա կամ տեղի է ունենում, բայց դրանից այն կողմ ոչինչ: Օրինակ՝ Ի

Կապիտալ գրքից Մարքս Կարլի կողմից

III. Փոխանակում երկու ստորաբաժանումների միջև՝ I (v+ t) մինչև II գ Մենք սկսում ենք մեծ փոխանակումով երկու բաժանմունքների միջև: (1000v +1000մ.) I - այս արժեքները, որոնք իրենց արտադրողների ձեռքում գոյություն ունեն արտադրության միջոցների բնական ձևով, փոխանակվում են 2000 IIc-ով, արժեքներով,

Գերհասարակության ճանապարհին գրքից հեղինակ Զինովև Ալեքսանդր Ալեքսանդրովիչ

ՄՏՔԻ ՓՈՐՁ Սոցիալական հետազոտությունների բնագավառում լաբորատոր փորձն այն տեսքով, որով այն կիրառվում է այլ էմպիրիկ (փորձարարական) գիտություններում, դժվար է և, որպես կանոն, լիովին բացառված։ Այստեղ իր տեղն է զբաղեցնում մտքի փորձը։ Այն իրականացվում է որպես

Պատմականության աղքատությունը գրքից հեղինակ Պոպեր Կարլ Ռայմունդ

2. Փորձ Փորձարարական մեթոդը արհեստական ​​հսկողության և արհեստական ​​մեկուսացման հաստատումն է՝ դրանով իսկ ապահովելով նմանատիպ պայմանների և դրանցից բխող որոշակի արդյունքների վերարտադրումը: Այն հիմնված է այն մտքի վրա, որ արդյունքում համանման

Աստծուց ավելի երջանիկ գրքից. Եկեք սովորական կյանքը վերածենք արտասովոր արկածի հեղինակ Ուոլշ Նիլ Դոնալդ

Գլուխ 8 Երկու բռնակներով գործիք Քանի որ ամբողջ աշխարհում ավելի ու ավելի շատ մարդիկ լրջորեն մտածում են այն հնարավորությունների մասին, որ նրանք կարող են նպատակաուղղված կերպով ստեղծել ցանկացած իրականություն, որը նրանք ընտրեն, ես կարծում եմ, որ չափազանց շահավետ կլինի խորը

Սոցիալական փիլիսոփայություն գրքից հեղինակ Կրապիվենսկի Սողոմոն Էլիազարովիչ

Սոցիալական էքսպերիմենտ Եթե դիտարկումն ըստ էության հայեցողական է, ապա փորձի մեջ դրա ակտիվ, փոխակերպիչ բնույթն ի հայտ է գալիս ռելիեֆում: Փորձի ժամանակ մենք միջամտում ենք իրադարձությունների բնական ընթացքին: Եկեք օգտագործենք փորձի սահմանումը,

Գրքից Հրամանատար Ի Շահ Իդրիսի կողմից

ԳԻՏԵԼԻՔ, ԹԵ ՓՈՐՁ. Սուֆիների ներդրումը մարդկային ներուժի իրացման գործում կախված է նրանից, թե արդյոք մարդիկ հասկանում են ըմբռնման խոչընդոտները վերացնելու անհրաժեշտությունը

Հատոր 24 գրքից հեղինակ Էնգելս Ֆրիդրիխ

III. Փոխանակում երկու միավորների միջև. I (v + t) ON II c(127) Մենք սկսում ենք մեծ փոխանակում երկու միավորների միջև: (1000v + 1000m) I - այս արժեքները, որոնք իրենց արտադրողների ձեռքում գոյություն ունեն արտադրության միջոցների ֆիզիկական ձևով, փոխանակվում են 2000 IIc-ով, արժեքներով,

Փիլիսոփայական հեքիաթներ գրքից հեղինակ Ֆլամարիոն Կամիլ

Առաջին հեքիաթը. ԵՐԿԽՈՍՈՒԹՅՈՒՆ ԵՐԿՈՒ ԱԿԱԴԵՄԻԿՆԵՐԻ ԵՎ ԵՐԿՈՒ ԴԱՆ ԲԶԵԶՆԵՐԻ Շվեյցարական գյուղերից մեկում, որը շրջապատված է կանաչ արոտավայրերով, երկու ակադեմիկոս մի անգամ հանդիպեցին: Նրանցից մեկը եղել է բարոյական գիտությունների ակադեմիայի անդամ, իսկ մյուսը՝ ֆիզիկական գիտությունների ակադեմիայի անդամ։

Ինտելեկտուալ հնարքներ գրքից. Ժամանակակից պոստմոդեռն փիլիսոփայության քննադատություն [Դ. Կրալեչկինի հետնաբանությամբ] հեղինակ Բրիկմոնտ Ժան

Հանուն «երկու մշակույթների» իրական երկխոսության, մեր դարաշրջանը, կարծես, նշանավորվում է միջառարկայականությամբ: Գիտելիքների տարբեր տեսակների միջև շփման առավելությունները չեն կարող անտեսվել, չնայած անհետացման հետ կապված ճշգրտության անհանգստացնող կորստին:

Իմաստության մարգարիտներ գրքից՝ առակներ, պատմություններ, հրահանգներ հեղինակ Եվտիխով Օլեգ Վլադիմիրովիչ

ԵՐՋԱՆԿՈՒԹՅՈՒՆ ԵՐԿՈՒ ԿԱՆԱՆՑ ՀԵՏ Մի օր Սաիդը կանգ առավ սրճարանում ճաշելու և այնտեղ հանդիպեց հին ընկերոջը: Մի բաժակ սուրճի շուրջ խոսելուց և հաճույքով նարգիլե ծխելուց հետո հին ընկերը սկսեց պատմել իր կյանքի մասին. «Ի՜նչ օրհնություն է երկու կին ունենալը»: - ասաց նա և շատ

Փիլիսոփայական բառարան գրքից հեղինակ Կոմս-Սպոնվիլ Անդրե

Փորձարկում (Exp?rimentation) Ակտիվ, կանխամտածված փորձ; ոչ այնքան իրական իրականությունը (փորձառություն) լսելու և նույնիսկ այն լսելու (դիտարկում) ոչ այնքան, որքան դրա մասին հարցեր տալու ձգտումը։ Գոյություն ունի գիտական ​​փորձի հատուկ հասկացություն, որը սովորաբար դնում է իր

Quantum Mind [Գծը ֆիզիկայի և հոգեբանության միջև] գրքից հեղինակ Մինդել Առնոլդ

14. Կրկնակի ճեղքվածքով փորձ Յուրաքանչյուր ոք, ով ցնցված չէ քվանտային տեսությունից, պարզապես չի հասկանում այն: Նիլս Բոր Ավելի խորանալու համար, թե որտեղ է գիտակցությունը մտնում ֆիզիկա, մենք նախ շեղվում ենք՝ դիտարկելով քվանտային օբյեկտների բնույթը: Հետո մենք կվերադառնանք մեր

Հեղինակի գրքից

Կրկնակի ճեղքով փորձ Այժմ դիտարկենք կրկնակի ճեղքվածքով փորձը, որն առավել հստակ ցույց է տալիս բոլոր քվանտային օբյեկտների բնույթը: Պատկերացրեք սովորական քառակուսի սենյակ, որի մեջտեղում միջնորմ է: Էլեկտրոնների ատրճանակից էլեկտրոնները կանեն

Հեղինակի գրքից

Bell Experiment Քվանտային խճճվածությունը կամ փոխկապակցվածությունը ցուցադրող փորձը երբեմն կոչվում է «աշխարհի միասնություն» կամ Բելի փորձ: Այս փորձը ցույց տվեց, որ տվյալ լույսի աղբյուրի ֆոտոնները փոխկապակցված են, ինչպես բոլոր մյուս քվանտները