Що таке квантова заплутаність? Це явище, яке викликало неприязнь у Ейнштейна.

Альберт Ейнштейн вживав термін "моторошна дія на відстані", коли говорив про квантову заплутаність.

Квантова заплутаність являє собою явище у квантовій фізиці, яке суперечить здоровому глузду, коли дві субатомні частинки залишаються глибоко пов'язаними, навіть якщо їх розділяють мільярди світлових років. Зміна в одній частинці миттєво впливає на іншу частинку, незалежно від відстані між ними. У 1964 році фізик Джон Белл припустив, що такі зміни можуть бути спричинені та відбуватися миттєво, навіть якщо частинки перебувають дуже далеко одна від одної. Ця ідея, відома як теорема Белла, кинула виклик усталеним принципам фізики. Десятиліттями раніше Альберт Ейнштейн продемонстрував, що ніяка інформація не може поширюватися швидше за швидкість світла. Стурбований цим протиріччям, Ейнштейн назвав квантову заплутаність "моторошною дією на відстані", пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Квантова заплутаність -- це коли система перебуває в суперпозиції більш ніж одного стану. Прикладом може слугувати підкинута монета. Ви підкидаєте монету, але не дивитеся на результат. Ви знаєте, що це або орел, або решка, але не знаєте, що саме. Суперпозиція означає, що ця інформація не просто вам невідома, а стан орла чи решки навіть не існує, доки ви не подивитеся на монету, тобто не проведете вимірювання.

Суперпозиція є ключовим концептом для осмислення квантової заплутаності. Це явище в квантовій фізиці представляє собою специфічний тип суперпозиції, що охоплює два об'єкти, які перебувають на відстані одне від одного. Наприклад, коли ми говоримо про монету, ми маємо на увазі суперпозицію двох можливих результатів, що існують в одному й тому ж місці.

Прикладом квантової заплутаності є джерело світла, що одночасно випромінює пару фотонів. Ці фотони можуть бути заплутані так, що поляризації кожного з них можуть приймати будь-яке значення, однак обидва фотони завжди демонструють узгоджену поляризацію. Поляризація світла визначається електричним полем, яке супроводжує світлову хвилю. Коли світло рухається з однієї точки до іншої, його електричне поле коливається перпендикулярно напрямку руху. Ці коливання можуть відбуватися як у вертикальній, так і в горизонтальній площині, а також у будь-якому проміжному напрямку між ними.

Вимірювання поляризації одного фотона, показує стан іншого фотона. Але це нормально, поки вимірювання іншого фотона відбувається після першого вимірювання. Але тут є проблема. Якщо другий фотон вимірюється на Плутоні, світлу може знадобитися 6 годин, щоб дістатися туди, тому, оскільки інформація не може переміщатися швидше за швидкість світла, другий фотон не знатиме, в якому стані він має бути. Але виявляється, що цей другий вимір завжди відповідатиме першому, незалежно від того, коли його було проведено. Схоже, що необхідна інформація повинна була переміщатися швидше за швидкість світла. Але це неможливо, адже ніщо не може переміщатися швидше за швидкість світла. Тож найімовірніше це випадковість, що розділені величезною відстанню частинки мають схожі характеристики під час вимірювання.

Протягом більш ніж півстоліття вчені з різних куточків світу досліджували теорему Белла, але їм не вдалось повністю її верифікувати. У 2015 році фізики здійснили новий експеримент, який підтвердив основну концепцію теореми. Результати показали, що вимірювання одного фотона може впливати на інший фотон у парі, що знаходиться в стані квантової заплутаності. Минулого року ще одне дослідження підтвердило правоту Белла, вказуючи на те, що будь-яка теорія, яка включає приховані змінні, має враховувати взаємодію квантово заплутаних частинок, навіть на відстані.

Як повідомляв Фокус, дослідники виявили взаємозв'язок між чорними дірами та темною енергією. Науковці вважають, що чорні діри містять в собі таємничу форму енергії, що відповідає за прискорене розширення Всесвіту.

Фокус також згадував про теорію змови, яка стверджує, що навколо Землі обертається космічний корабель інопланетян. Ця ідея стала популярною під час зведення Міжнародної космічної станції в 1998 році. Проте NASA має своє пояснення, чому деякі особи помилково вважають певні об'єкти за інопланетні.

Журнал "Фокус" повідомляв про те, що науковці вперше в історії змогли виміряти швидкість квантової заплутаності. Фізики дослідили, яким чином вона виникає.