(a) Квантовые состояния системы отвечают векторам в абстрактном многомерном гильбертовом пространстве. (b) Онтологическая интерпретация предусматривает наличие непересекающихся распределений плотностей вероятности. (c) Эпистемологическая трактовка связана с пересечением таких распределений.
Эта и некоторые другие точки зрения составляют содержание так называемыхэпистемологических интерпретаций квантовой механики. Такая концепция означает, что волновая функция — это только инструмент познания, но никак не то, что имеет отношение к объективной реальности.
Эксперимент
В своем эксперименте ученые измеряли квантовые состояния пары фотонов, каждый из которых мог находиться в одном из двух неортогональных один к другому состояниях (например, когда одна частица имеет горизонтальнуюполяризацию, а другая не вертикальную, а, например, диагональную).
В случае, если волновая функция является частью объективной реальности, единичный эксперимент не должен определить состояние поляризации. Это можно будет сделать, только проведя дополнительные измерения. Ученые не смогли получить достаточно информации о поляризации фотонов после единичного измерения. Как отмечают физики, это может означать ошибочность большинства эпистемологических интерпретаций квантовой механики.
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ
15:22 5 ноября 2014
Заткнись и считай
Параллельные вселенные связали с возникновением квантовых парадоксов
Ученые работали не в обычном гильбертовом пространстве, размерность которого равна двум, а в его трехмерных (длякутритов) и четырехмерных (куквадритов) обобщениях. Как теоретически показано в предыдущих работах физиков, эксперименты именно с неортогональными состояниями в пространствах с размерностями, большими двух, могут привести к нарушению специального неравенства, справедливого именно для эпистемологической интерпретации квантовой теории.
В ходе эксперимента физики определяли значение величины S, связанной с вероятностями нахождения частиц в квантовых состояниях. Если бы ее значение оказалось большим или равным единице, то верной можно было бы считать эпистемологическую интерпретацию. В своих опытах физики получали, что S всегда меньше единицы, следовательно, верна онтологическая интерпретация.
В установке ученых используется спонтанное параметрическое рассеяние света: создается пара сцепленных фотонов, которая в специальном кристалле, накачиваемом лазером с длиной волны в 410 нанометров, разделяется на единичные частицы, сумма импульсов и энергий которых равна таковым у исходных фотонов.
Затем частицы пропускаются через призму Глана-Тейлора, с помощью которой подготавливаются поляризации квантов. Выполнение измерения производится на обратном пути при помощи детектора единичных фотонов.
Изображение: NaturePhysics
Значения S для четырехмерного гильбертова пространства, где n — число возможных квантовых состояний. На врезке — сравнение с результатами для трехмерного пространства (показано красным цветом).
Эксперимент показал, что статистически эпистемологическая интерпретация не выполняется. Тем не менее, ученые считают, что многомировая трактовка квантовой теории, предложенная Хью Эвереттом, все еще имеет смысл. Эта теория больше похожа на эпистемологическую интерпретацию, чем на онтологическую. Также не противоречит экспериментам ученых ретропричинная интерпретация, согласно которой будущее может влиять на прошлое.
«Если предположить, что понятие объективной реальности существует, наши результаты указывают на то, что волновая функция должна напрямую соответствовать этой реальности», — заключают авторы исследования.
Андрей Борисов
ОБСУДИТЬ (75)
ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ
Measurements on the reality of the wavefunction
Nature Physics, 02 февраля 2015
Wave function gets real in quantum experiment
NewScientist, 02 февраля 2015
Существование объективной реальности вновь поставили под сомнение
lenta. ru, 16 сентября 2014
Ученые получили изображения кота Шредингера
lenta. ru, 28 августа 2014
Физики обсудили место кроликов в ящиках
lenta. ru, 28 июля 2014
Существование объективной реальности вновь поставили под сомнение
Установка ученых
Фото: Shalm/ NIST
Физикам из Канады, США и Швеции удалось запутать три фотона. Используя установку Национального института стандартов и технологий США, ученые смогли создавать до 660 троек запутанных фотонов в час и усомнились в существовании объективной реальности. По словам ученых, им впервые удалось добиться таких высоких скоростей генерации запутанных фотонов. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журналеNaturePhotonics.
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ
12:42 23 июня 2014
Распадающийся Хиггс
Ученые в ЦЕРНе наблюдали превращения бозона
В своих опытах ученые использовалиспонтанное параметрическое рассеяние света. Они начинали эксперименты с фотона, состояниеполяризации которого было заранее известно.
Этот фотон, пройдя через специальный кристалл, привел к испусканию двух дочерних фотонов, которые обладали энергией, равной половине энергии родительской частицы, и одинаковой поляризацией.
Затем один из пары фотонов был пропущен через другой кристалл, что привело к появлению еще двух частиц. Получившиеся в результате три фотона и реализовали запутанное состояние трех частиц.
Также физикам удалось наблюдать максимально возможное, по их словам, нарушение неравенства Светличного-Мермина-Клышко. Это соотношениебелловского типа описывает запутанные состояния трех частиц в контексте справедливости гипотезы локального реализма.
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ
14:59 9 июня 2014
Неуловимые частицы
Физики ищут выходы за пределы Стандартной модели
Под локальным реализмом понимается существование объективных характеристик микрочастицы перед проведениемизмерения. Опыты ученых доказывают, что таких характеристик нет (по крайней мере, в контексте копенгагенской интерпретации квантовой механики). Однако сама концепция реализма в квантовой механике зависит от интерпретации теории. Кроме того, остается открытым вопрос, поднимаемый некоторыми авторами, о связи сознания и квантовых явлений.
В дальнейшем ученые собираются провести эксперименты с образованием четырех или большего числа запутанных фотонов. Как отмечают исследователи, их работа может способствовать прогрессу в квантовой криптографии.
ОБСУДИТЬ (148)
ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ
Direct generation of three-photon polarization entanglement
NaturePhotonics, 14 сентября 2014
Ученые получили изображения кота Шредингера
lenta. ru, 28 августа 2014
Ученые впервые подглядели за котом Шредингера
lenta. ru, 31 июля 2014
Физики обсудили место кроликов в ящиках
lenta. ru, 28 июля 2014
Ученые впервые наблюдали квантовый парадокс Чеширского кота
lenta. ru, 30 июля 2014
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
