कमजोर मात्रा में माप, या श्रोडिंगर बिल्ली के लिए पुनर्जीवन

आज, इंटरनेट पर घूमते हुए, मुझे नादव काट्ज के नेतृत्व में अमेरिकी वैज्ञानिकों के एक समूह द्वारा एक प्रयोग का वर्णन मिला, जो कि क्वेट वेव फंक्शन के पतन को उलटने में सक्षम थे, जिससे अलेक्जेंडर कोरोटकोव और एंड्रयू जॉर्डन के सिद्धांत की पुष्टि हुई।

अब तक, वैज्ञानिक समुदाय इस परिणाम से बहुत सावधान रहे हैं; हालाँकि, यदि कोरोटकोव-जॉर्डन सिद्धांत सही है (और यह सच प्रतीत होता है), तो यह एक क्रांति की ओर ले जाएगा, पहले क्वांटम यांत्रिकी में, फिर आधुनिक भौतिकी में, और फिर बस दुनिया को उल्टा कर दिया। यह सही है।

अब मैं यह समझाने की कोशिश करूंगा कि क्यों।



मुझे लगता है कि हम सभी को श्रोडिंगर बिल्ली के साथ सोचा प्रयोग अच्छी तरह से पता है। मुझे आपको याद दिलाना है, बस मामले में: एक बिल्ली को एक बंद बॉक्स में रखा गया है, जहर के साथ एक ampoule और एक अस्थिर कोर, जो अगले घंटे में 50% की संभावना के साथ क्षय हो जाएगा। इस मामले में, यदि नाभिक विघटित हो जाता है, तो जहर के साथ ampoule खुल जाएगा और बिल्ली मर जाएगी।

क्वांटम यांत्रिकी (अधिक सटीक रूप से, क्वांटम यांत्रिकी की कोपेनहेगन व्याख्या) के दृष्टिकोण से, जब तक हम ढक्कन को नहीं खोलते और बिल्ली की स्थिति की जांच करते हैं, वह एक ही समय में जीवित और मृत - दोनों राज्यों के सुपरपोजिशन में होगी। बिल्ली की स्थिति को मापने के क्षण में, तथाकथित लहर समारोह के पतन - प्रणाली दो संभावित राज्यों में से एक का चयन करेगी, और बिल्ली या तो हमेशा के लिए जीवित रहेगी या मर जाएगी।

सामान्य तौर पर, कोई भी क्वांटम प्रणाली अपने सभी संभावित राज्यों के सुपरपोजिशन में होती है जब तक कि एक माप नहीं होता है और यह संभावित राज्यों में से एक को स्वीकार करता है।

और इसलिए, 2006 में, कोरोटकोव और जॉर्डन ने एक लेख प्रकाशित किया जिसका शीर्षक है "तरंग समारोह को पूर्ववत् माप द्वारा मापना" , जिसे मोटे तौर पर रूसी में अनुवाद किया जा सकता है "क्वांटम माप को रद्द करके लहर समारोह के पतन को रद्द करना।"

इसका अर्थ इस प्रकार है: ठीक है, सिस्टम की स्थिति का एक सीधा माप लहर समारोह के पतन और राज्यों में से एक की पसंद का नेतृत्व करेगा। लेकिन, मान लें कि हम सिस्टम की स्थिति को सीधे नहीं, बल्कि तथाकथित की मदद से माप सकते हैं कमजोर माप (कमजोर मापक) - एक माप जिसमें मापने वाला उपकरण मापा वस्तु के साथ कमजोर रूप से बातचीत करता है और लहर फ़ंक्शन का पूर्ण पतन नहीं होता है। फिर, कोरोटकोव और जॉर्डन के अनुसार, हम न केवल राज्य को अप्रत्यक्ष रूप से माप सकते हैं, बल्कि कई बार भी कर सकते हैं; इसके अलावा, यदि प्रयोग का परिणाम हमें शोभा नहीं देता है, तो हम सिस्टम को वापस लौटा सकते हैं और फिर से प्रयास कर सकते हैं।

यदि हम कोरोटकोव-जॉर्डन सिद्धांत को श्रोडिंगर बिल्ली पर लागू करते हैं, तो यह कुछ इस तरह दिखाई देगा: हम बॉक्स को खोल नहीं सकते हैं, लेकिन इसे थोड़ा खोल सकते हैं और एक आंख से देख सकते हैं; यदि हम देखते हैं कि बिल्ली मर गई है, तो हम बॉक्स को बंद कर सकते हैं, थोड़ी देर रुक सकते हैं, फिर से देख सकते हैं और बिल्ली को जीवित देख सकते हैं!

यह पागल और शानदार लगता है, लेकिन 2008 में, नादव काट्ज और उनके समूह ने एक प्रयोग करने में कामयाबी हासिल की , जिसमें उन्होंने वास्तव में इसी तरह के कार्यों का क्रम किया।

काट्ज समूह ने अपने दोनों राज्यों - उच्च और निम्न ऊर्जा - से उच्च स्तर की स्थिति में qubit को रखा। किसी भी क्वेट की ऊर्जा को मापने का कोई भी प्रयास वेव फंक्शन के पतन और दो राज्यों में से एक में क्वेट के संक्रमण का कारण होगा।

इसके अलावा, निम्नलिखित हुआ: चुंबकीय क्षेत्रों के एक कमजोर माप की मदद से, काट्ज़ टीम ने क्वेट की स्थिति (0 या 1) के बारे में जानकारी प्राप्त की। इस मामले में, मापा राज्य की दिशा में आंशिक रूप से खंभा ढह गया। यदि यह स्थिति शून्य हो गई, तो "पतन को रद्द करने" की कोरोटकोव-जॉर्डन प्रक्रिया को अंजाम दिया गया: qubit को एक चुंबकीय आवेग प्राप्त हुआ, जिसने इसका कड़ाई से विपरीत अवस्था में अनुवाद किया, जिसके बाद इसके राज्य का सटीक कमजोर माप बनाया गया। इन तीन परिचालनों का परिणाम (राज्य का कमजोर माप 1 - रिवर्स - कमजोर माप 2 राज्य) वास्तव में अनिश्चितता की उसी स्थिति में qubit का स्थानांतरण था जिसमें यह इन सभी जोड़तोड़ से पहले था (यानी, दो माप वास्तव में एक दूसरे के प्रभाव को रद्द करते हैं)। दूसरे शब्दों में, वैज्ञानिकों ने "बिल्ली" की स्थिति को मापा, और अगर वह मर गया था, तो उन्होंने उसे फिर से अनिश्चितता की स्थिति में लौटा दिया।

यहाँ प्रयोग का एक विस्तृत वर्णन है, अगर कोई विश्वास नहीं करता है: मूल , लेख रूसी में है ।

अब बात करते हैं कि इसके क्या परिणाम हो सकते हैं।

आइंस्टीन-पोडोलस्की-रोसेन विरोधाभास

1935 में, आइंस्टीन, समान विचारधारा वाले लोगों के समूह के साथ, क्वांटम यांत्रिकी की कोपेनहेगन व्याख्या को चुनौती देने की कोशिश करते हुए, एक विरोधाभास तैयार किया, जिसे बाद में आइंस्टीन-पोडॉल्स्की-रोसेन विरोधाभास (ईआरपी विरोधाभास) कहा जाता है।

हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंध बताता है कि एक क्वांटम प्रणाली की स्थिति और गति दोनों को बिल्कुल सटीक रूप से मापा नहीं जा सकता है। ठीक है, आइंस्टीन ने कहा, अगर हम दो समान कणों की एक प्रणाली लेते हैं और उनमें से एक की गति और दूसरे की स्थिति को मापते हैं, तो क्या हम अनिश्चितता सिद्धांत का उल्लंघन करते हैं?

जैसा कि यह निकला, नहीं। "उलझा हुआ" कणों में से एक की स्थिति का मापन दूसरे कण की स्थिति के पतन का कारण बना, चाहे वे एक दूसरे से कितनी ही दूर हों। इस घटना को बार-बार प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई है - सबसे मजबूत प्रयोग में, कण एक दूसरे से 144 किलोमीटर की दूरी पर थे।

क्वांटम भ्रम के लिए धन्यवाद, तथाकथित क्वांटम क्रिप्टोग्राफी। बता दें कि एना और बोरिस के पास उलझे हुए फोटों का बॉक्स है। वे अलग-अलग देशों के लिए रवाना होते हैं, जिनमें से प्रत्येक अपने साथ आधे फोटॉन लेते हैं। अगला, अन्ना पहले फोटॉन की स्थिति को मापता है। बोरिस के बॉक्स में उनकी जोड़ी अपने आप उसी अवस्था को मान लेती है। इस प्रकार आप एक एन्क्रिप्शन कुंजी उत्पन्न कर सकते हैं जो केवल अन्ना और बोरिस को एक ही समय में पता चलेगी। इसके अलावा, संदेश को इस कुंजी के साथ एन्क्रिप्ट किया गया है और अग्रेषित किया गया है।

यद्यपि उलझे हुए कणों का पतन तुरंत होता है, सूचना का हस्तांतरण, जैसा कि हाल ही में सोचा गया था, इस प्रकार असंभव है, क्योंकि एना में अपने फोटॉन के साथ राज्य की पसंद को प्रभावित करने की क्षमता नहीं है। लेकिन कोरोटकोव और जॉर्डन ने सुझाव दिया, और काट्ज समूह ने प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित किया कि ऐसा कोई अवसर था!

यदि एना और बोरिस के बीच उलझन का एक बॉक्स था, तो एना ने तरंग फ़ंक्शन के पतन को रद्द करने की प्रक्रिया का उपयोग करते हुए, बॉक्स को पहली बार जितनी संभव हो उतनी बार "आउट" किया, जब तक कि वह अंत में एना की जरूरतों को पूरा नहीं कर लेता। उसी समय, बोरिस की qubit बिल्कुल उसी स्थिति को मान लेगी - यह पता चलता है कि अन्ना, Boris INSTANTLY को सूचना भेजता है।

लेकिन सूचना का त्वरित प्रसारण केवल हिमशैल के टिप है। कोरोटकोव-जॉर्डन सिद्धांत के अर्थ के अनुसार, हम किसी भी प्रयोग के परिणामों को रद्द कर सकते हैं (अब तक, हालांकि, "क्वांटम" खंड के साथ), अगर यह हमें सूट नहीं करता है, और फिर से प्रयास करें - सामान्य तौर पर, किसी भी संख्या में जब तक कोई स्वीकार्य परिणाम नहीं मिलता है।

वास्तव में, यदि ऊपर वर्णित तर्क वास्तव में पुन: पेश किया जा सकता है, तो हम कहीं न कहीं भौतिकी में बिल्कुल अविश्वसनीय परिवर्तन के कगार पर हैं, जो तब मान्यता से परे हमारे पूरे जीवन को बदल देगा।

यूपीडी कई टिप्पणीकारों ने मुझ पर अज्ञानता का आरोप लगाया; मैं आसानी से इसे स्वीकार करता हूं, क्योंकि मैं कभी भी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी नहीं रहा हूं और जैसा मैंने समझा था, सब कुछ लिखा। यदि कोई मुझसे बेहतर मुद्दे को समझता है, तो मैं इस मुद्दे के स्पष्टीकरण / गहन विवरण के साथ एक पोस्ट को बहुत रुचि के साथ पढ़ूंगा।