เมื่ออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ โดนการประกบระยะยาวที่ "น่ากลัว" ระหว่างอนุภาค เขาไม่ได้คิดถึงเรื่องของเขา ทฤษฎีทั่วไปทฤษฎีสัมพัทธภาพ ทฤษฎีเก่าแก่ของ Einstein อธิบายว่าแรงโน้มถ่วงเกิดขึ้นเมื่อวัตถุขนาดใหญ่ทำให้เนื้อเยื่อผิดรูปอย่างไร...

เมื่ออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ประหลาดใจกับการมีเพศสัมพันธ์ระยะยาวที่ "น่ากลัว" ระหว่างอนุภาค เขาไม่ได้คิดถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา ทฤษฎีเก่าแก่ของ Einstein อธิบายว่าแรงโน้มถ่วงเกิดขึ้นเมื่อวัตถุขนาดใหญ่บิดเบี้ยวโครงสร้างของอวกาศและเวลา ควอนตัมพัวพันแหล่งที่มาของความหวาดกลัวของไอน์สไตน์ที่น่าสยดสยองนั้นมีแนวโน้มที่จะเกี่ยวข้องกับอนุภาคขนาดเล็กที่มีผลกระทบต่อแรงโน้มถ่วงเพียงเล็กน้อย ฝุ่นเกาะทำให้ที่นอนเสียรูปในลักษณะเดียวกับที่อนุภาคย่อยของอะตอมบิดเบี้ยวพื้นที่

อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Mark Van Raamsdonk สงสัยว่าการพัวพันและกาลอวกาศมีความเกี่ยวข้องกันจริงๆ ในปี 2552 เขาคำนวณว่าพื้นที่ที่ไม่มีสิ่งกีดขวางจะไม่สามารถยึดตัวเองได้ เขาเขียนกระดาษที่บอกว่าควอนตัมพัวพันคือเข็มที่เย็บพรมของกาลอวกาศจักรวาลเข้าด้วยกัน

นิตยสารหลายฉบับปฏิเสธที่จะเผยแพร่ผลงานของเขา แต่หลังจากหลายปีแห่งความสงสัยในตอนแรก การสำรวจแนวคิดที่ว่าการพัวพันทำให้เกิดกาลอวกาศได้กลายเป็นกระแสนิยมทางฟิสิกส์อย่างหนึ่งที่ร้อนแรงที่สุด

John Preskill นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจาก Caltech กล่าวว่า "การออกมาจากรากฐานที่ลึกล้ำของฟิสิกส์ ทุกสิ่งชี้ให้เห็นถึงความจริงที่ว่าอวกาศต้องเกี่ยวข้องกับสิ่งกีดขวาง"

ในปี 2555 มีงานยั่วยุอีกเรื่องหนึ่งปรากฏขึ้น โดยนำเสนอความขัดแย้งของอนุภาคที่พัวพันภายในและภายนอกหลุมดำ ไม่ถึงหนึ่งปีต่อมา ผู้เชี่ยวชาญสองคนในสาขานี้ก็ได้ค้นพบวิธีแก้ปัญหาที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง นั่นคือ อนุภาคที่พัวพันเชื่อมต่อกันด้วยรูหนอน อุโมงค์ในกาลอวกาศของไอน์สไตน์ ซึ่งปัจจุบันปรากฏในนิตยสารฟิสิกส์และนิยายวิทยาศาสตร์ที่มีความถี่เท่ากัน หากสมมติฐานนี้ถูกต้อง การพัวพันไม่ใช่ความเชื่อมโยงระยะไกลที่น่ากลัวอย่างที่ไอน์สไตน์คิด แต่เป็นสะพานจริงที่เชื่อมจุดที่อยู่ห่างไกลออกไปในอวกาศ

นักวิทยาศาสตร์หลายคนพบว่าแนวคิดเหล่านี้ควรค่าแก่การเอาใจใส่ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักฟิสิกส์จากสาขาวิชาที่ดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องมาบรรจบกันในสาขาการพัวพัน ช่องว่าง และรูหนอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ที่เคยจดจ่ออยู่กับการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ปราศจากข้อผิดพลาดกำลังสงสัยว่าจักรวาลเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมหรือไม่และเขียนโปรแกรมกาลอวกาศอย่างเงียบ ๆ ในเว็บที่ซับซ้อนของสิ่งกีดขวาง Van Raamsdonk แห่งมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในแวนคูเวอร์กล่าวว่า "ทุกอย่างกำลังก้าวหน้าไปอย่างไม่น่าเชื่อ

นักฟิสิกส์มีความหวังสูงว่าการรวมกันของกาลอวกาศและพัวพันจะพาพวกเขาไปที่ใด GR อธิบายการทำงานของกาลอวกาศได้อย่างยอดเยี่ยม การวิจัยใหม่อาจช่วยปิดบังว่ากาลอวกาศมาจากไหนและดูเหมือนว่าในเครื่องชั่งที่เล็กที่สุดที่อยู่ในความเมตตาของกลศาสตร์ควอนตัม การพัวพันอาจเป็นส่วนผสมลับที่จะรวมบริเวณที่เข้ากันไม่ได้เหล่านี้ให้เป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าใจสภาพภายในหลุมดำและสถานะของจักรวาลในช่วงเวลาแรกหลังบิกแบง

โฮโลแกรมและกระป๋องซุป

ความศักดิ์สิทธิ์ของ Van Raamsdonk ในปี 2552 ไม่ได้เกิดขึ้นจากอากาศ มีรากฐานมาจากหลักการโฮโลแกรม แนวความคิดที่ว่าขอบเขตที่กำหนดปริมาตรของพื้นที่สามารถบรรจุข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ในนั้นได้ หากเราใช้หลักการโฮโลแกรมกับ ชีวิตประจำวันพนักงานที่มีความอยากรู้อยากเห็นสามารถสร้างทุกอย่างในสำนักงานขึ้นมาใหม่ได้อย่างสมบูรณ์แบบ ไม่ว่าจะเป็นกองกระดาษ ภาพถ่ายครอบครัว ของเล่นที่มุมห้อง และแม้แต่ไฟล์ในฮาร์ดไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์ เพียงแค่มองไปที่ผนังด้านนอกของสำนักงานสี่เหลี่ยม

แนวคิดนี้เป็นที่ถกเถียงกัน เนื่องจากผนังมีสองมิติ แต่ภายในสำนักงานมีสามมิติ แต่ในปี 1997 ฮวน มัลดาเซนา นักทฤษฎีสตริงในสมัยนั้นที่ฮาร์วาร์ด ได้ยกตัวอย่างที่น่าสนใจว่าหลักการโฮโลแกรมสามารถเปิดเผยอะไรเกี่ยวกับจักรวาลได้บ้าง

เขาเริ่มต้นด้วยพื้นที่ต่อต้านเดอซิตเตอร์ซึ่งคล้ายกับกาลอวกาศที่มีแรงโน้มถ่วงครอบงำ แต่มีคุณลักษณะแปลก ๆ หลายประการ มันโค้งในลักษณะที่แสงวาบที่เปล่งออกมาในที่ใดที่หนึ่งจะกลับมาจากที่ที่มันกำเนิดขึ้นในที่สุด และแม้ว่าจักรวาลจะขยายตัว แต่พื้นที่ต่อต้านเดอซิตเตอร์ไม่ได้ถูกยืดออกหรือบีบอัด ด้วยคุณสมบัติดังกล่าว ชิ้นส่วนของ anti-de Sitter space ที่มีสี่มิติ (สามมิติเชิงพื้นที่และหนึ่งชั่วขณะ) สามารถล้อมรอบด้วยขอบเขตสามมิติได้

Maldacena อ้างถึงกระบอกสูบกาลอวกาศที่ต่อต้านเดอซิตเตอร์ ชิ้นส่วนแนวนอนของทรงกระบอกแต่ละชิ้นแสดงถึงสถานะของพื้นที่ในช่วงเวลาที่กำหนด ในขณะที่มิติแนวตั้งของทรงกระบอกแสดงถึงเวลา Maldacena ล้อมทรงกระบอกของเขาด้วยเส้นขอบสำหรับโฮโลแกรม ถ้าพื้นที่กันคนดูแลเป็นซุปกระป๋อง เส้นขอบก็จะเป็นฉลาก

เมื่อมองแวบแรกดูเหมือนว่าเส้นขอบ (ฉลาก) นี้ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเติมกระบอกสูบ ตัวอย่างเช่น ป้ายกำกับขอบเขตเป็นไปตามกฎของกลศาสตร์ควอนตัม ไม่ใช่แรงโน้มถ่วง ทว่าแรงโน้มถ่วงอธิบายพื้นที่ภายในเนื้อหาของซุป Maldacena แสดงให้เห็นว่าฉลากและซุปเหมือนกัน ปฏิสัมพันธ์ควอนตัมที่ขอบเขตอธิบายได้อย่างสมบูรณ์แบบถึงพื้นที่ต่อต้านผู้เลี้ยงที่ขอบเขตนี้ปิดลง

“ทฤษฎีทั้งสองนี้ดูแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง แต่พวกมันอธิบายสิ่งเดียวกันได้อย่างแม่นยำ” Preskill กล่าว

Maldacena เพิ่มความพัวพันกับสมการโฮโลแกรมในปี 2544 เขาจินตนาการถึงพื้นที่ในกระป๋องซุปสองกระป๋อง แต่ละกระป๋องมีหลุมดำ จากนั้นเขาก็สร้างสิ่งที่เทียบเท่ากับโทรศัพท์ชั่วคราวจากถ้วย โดยเชื่อมหลุมดำกับรูหนอน อุโมงค์ผ่านกาลอวกาศที่ไอน์สไตน์และนาธาน โรเซนเสนอขึ้นครั้งแรกในปี 1935 Maldacena กำลังมองหาวิธีที่จะสร้างการเชื่อมต่อแบบ space-time ที่เทียบเท่ากับฉลากกระป๋อง เคล็ดลับที่เขาตระหนักว่าเป็นความสับสน

เช่นเดียวกับรูหนอน ควอนตัมพัวพันเชื่อมโยงวัตถุที่ไม่มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจน โลกควอนตัมเป็นสถานที่ที่คลุมเครือ: อิเล็กตรอนสามารถหมุนได้ทั้งสองทิศทางพร้อมกัน โดยอยู่ในสถานะซ้อนทับ จนกว่าการวัดจะให้คำตอบที่ถูกต้อง แต่ถ้าอิเล็กตรอนสองตัวพันกัน การวัดการหมุนของอิเล็กตรอนตัวหนึ่งจะทำให้ผู้ทดลองทราบการหมุนของอิเล็กตรอนอีกตัวหนึ่ง แม้ว่าอิเล็กตรอนของคู่หูจะอยู่ในสถานะซ้อนทับกันก็ตาม พันธะควอนตัมนี้ยังคงอยู่แม้ว่าอิเล็กตรอนจะถูกคั่นด้วยเมตร กิโลเมตร หรือปีแสง

Maldacena แสดงให้เห็นว่าโดยการพัวพันอนุภาคบนฉลากหนึ่งกับอีกอนุภาคหนึ่ง การเชื่อมต่อรูหนอนของกระป๋องสามารถอธิบายควอนตัมได้อย่างสมบูรณ์แบบด้วยกลไก ในบริบทของหลักการโฮโลแกรม การพัวพันเทียบเท่ากับการผูกชิ้นส่วนของกาลอวกาศเข้าด้วยกันทางกายภาพ

แรงบันดาลใจจากความเชื่อมโยงระหว่างการพัวพันกับกาลอวกาศ Van Raamsdonk สงสัยว่าการพัวพันกับบทบาทอาจมีบทบาทมากเพียงใดในการกำหนดกาลอวกาศ เขานำเสนอฉลากที่สะอาดที่สุดบนกระป๋องซุปควอนตัม: สีขาว ซึ่งสอดคล้องกับดิสก์ว่างของพื้นที่ต่อต้านการเลี้ยงสัตว์ แต่เขารู้ว่าตามพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัม พื้นที่ว่างจะไม่มีวันว่างเปล่าอย่างสมบูรณ์ เต็มไปด้วยอนุภาคคู่หนึ่งที่ลอยและหายไป และอนุภาคที่หายวับไปนี้พันกัน

ดังนั้น Van Raamsdonk จึงวาดเส้นแบ่งครึ่งจินตภาพบนฉลากโฮโลแกรม จากนั้นจึงแยกทางคณิตศาสตร์ที่พัวพันกันระหว่างอนุภาคบนฉลากครึ่งหนึ่งกับอีกส่วนหนึ่ง เขาพบว่าดิสก์ที่สอดคล้องกันของพื้นที่ต่อต้านเดอซิตเตอร์เริ่มแบ่งครึ่ง ราวกับว่าอนุภาคที่พันกันเป็นตะขอที่ยึดใยแห่งอวกาศและเวลาไว้กับที่ หากไม่มีพวกมัน กาลอวกาศก็พังทลาย เมื่อ Van Raamsdonk ลดระดับของพัวพัน ส่วนของช่องว่างที่เชื่อมต่อกับส่วนที่แบ่งออกจะบางลง เหมือนกับด้ายยางที่ยืดจากหมากฝรั่ง

"มันทำให้ฉันคิดว่าการปรากฏตัวของอวกาศเริ่มต้นด้วยการพัวพัน"

เป็นคำแถลงที่ชัดเจน และต้องใช้เวลาสำหรับงานของ Van Raamsdonk ซึ่งตีพิมพ์ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและความโน้มถ่วงในปี 2010 เพื่อให้ได้รับความสนใจอย่างจริงจัง ความสนใจเริ่มลุกเป็นไฟในปี 2555 เมื่อนักฟิสิกส์สี่คนจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ซานตาบาร์บาราเขียนบทความที่ท้าทายภูมิปัญญาดั้งเดิมเกี่ยวกับขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นจุดที่หลุมดำไม่หวนกลับ

ความจริงที่ซ่อนอยู่โดยไฟร์วอลล์

ในปี 1970 นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี สตีเฟน ฮอว์คิง แสดงให้เห็นว่าอนุภาคพัวพันคู่หนึ่ง ซึ่งเป็นชนิดเดียวกับที่ Van Raamsdonk วิเคราะห์ในภายหลังในเขตแดนควอนตัมของเขา สามารถสลายตัวที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ หลุมหนึ่งตกลงไปในหลุมดำ ขณะที่อีกหลุมหนึ่งหลุดรอดไปพร้อมกับสิ่งที่เรียกว่ารังสีฮอว์คิง กระบวนการนี้ค่อยๆ บ่อนทำลายมวลของหลุมดำ จนนำไปสู่ความตายในที่สุด แต่ถ้าหลุมดำหายไป บันทึกของทุกสิ่งที่ตกลงไปก็ควรหายไปพร้อมกับมันด้วย ทฤษฎีควอนตัมกล่าวว่าข้อมูลไม่สามารถทำลายได้

ในช่วงทศวรรษ 1990 นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีหลายคน รวมทั้ง Leonard Susskind แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ได้คิดค้นวิธีแก้ปัญหานี้ ใช่ พวกเขากล่าวว่าสสารและพลังงานตกลงไปในหลุมดำ แต่จากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ภายนอก เนื้อหานี้ไม่เคยข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ ดูเหมือนว่าเขาจะส่ายไปมาบนขอบของมัน เป็นผลให้ขอบฟ้าเหตุการณ์กลายเป็นขอบเขตโฮโลแกรมที่มีข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับพื้นที่ภายในหลุมดำ ในที่สุด เมื่อหลุมดำระเหย ข้อมูลนี้จะรั่วไหลออกมาในรูปของรังสีฮอว์คิง โดยหลักการแล้ว ผู้สังเกตการณ์สามารถรวบรวมรังสีนี้และกู้คืนข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับภายในของหลุมดำได้

ในบทความของปี 2012 นักฟิสิกส์ Ahmed Almheiri, Donald Marolph, James Sully และ Joseph Polchinsky กล่าวว่ามีบางอย่างผิดปกติกับภาพนี้ สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่พยายามจะปะติดปะต่อปริศนาของสิ่งที่อยู่ภายในหลุมดำเข้าด้วยกัน มีผู้หนึ่งชี้ให้เห็นว่า ชิ้นส่วนปริศนาที่แยกจากกันทั้งหมด - อนุภาคของการแผ่รังสีของฮอว์คิง - จะต้องพันกัน นอกจากนี้ อนุภาคฮอว์คิงแต่ละอนุภาคยังต้องพัวพันกับคู่เดิมของมัน ซึ่งตกลงไปในหลุมดำ

น่าเสียดายที่ความสับสนเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ ทฤษฎีควอนตัมระบุว่าการพัวพันระหว่างอนุภาคทั้งหมดที่อยู่นอกหลุมดำ จะต้องแยกการพัวพันของอนุภาคเหล่านี้กับอนุภาคภายในหลุมดำออก นอกจากนี้ นักฟิสิกส์ได้ค้นพบว่าการทำลายสิ่งกีดขวางอย่างใดอย่างหนึ่งจะสร้างกำแพงพลังงานที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ ซึ่งเรียกว่าไฟร์วอลล์บนขอบฟ้าเหตุการณ์

นักฟิสิกส์หลายคนสงสัยว่าหลุมดำจะระเหยทุกสิ่งที่พยายามจะเข้าไปข้างใน แต่ความเป็นไปได้ที่จะมีไฟร์วอลล์นำไปสู่ความคิดที่รบกวนจิตใจ ก่อนหน้านี้ นักฟิสิกส์ได้พิจารณาแล้วว่าพื้นที่ภายในหลุมดำเป็นอย่างไร ตอนนี้พวกเขาไม่แน่ใจว่าหลุมดำมี "ข้างใน" นี้หรือไม่ ดูเหมือนว่าทุกคนจะคืนดีกันแล้ว Preskill note

แต่ Susskind ไม่ได้ลาออก เขาใช้เวลาหลายปีในการพยายามพิสูจน์ว่าข้อมูลไม่ได้หายไปในหลุมดำ วันนี้เขายังเชื่อว่าความคิดของไฟร์วอลล์นั้นผิด แต่เขายังไม่สามารถพิสูจน์สิ่งนี้ได้ อยู่มาวันหนึ่ง เขาได้รับจดหมายที่เป็นความลับจากมัลดาเซนาว่า "ในนั้นไม่มีอะไรมาก" ซัสคินด์กล่าว - เฉพาะ ER = EPR Maldacena ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่สถาบันเพื่อการศึกษาขั้นสูงที่ Princeton ได้ไตร่ตรองงานของเขากับซุปกระป๋องปี 2001 และสงสัยว่าเวิร์มโฮลสามารถแก้ปัญหาการพัวพันที่เกิดจากปัญหาไฟร์วอลล์ได้หรือไม่ Susskind หยิบแนวคิดนี้ขึ้นมาอย่างรวดเร็ว

ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารเยอรมัน Fortschritte der Physik ในปี 2013 Maldacena และ Susskind ระบุว่ารูหนอน - ในทางเทคนิคคือสะพาน Einstein-Rosen หรือ ER - เทียบเท่า spatiotemporal ของการพัวพันควอนตัม (ภายใต้ EPR เข้าใจการทดลองของ Einstein-Podolsky-Rosen ซึ่งควรจะปัดเป่าสิ่งพัวพันควอนตัมในตำนาน) ซึ่งหมายความว่าทุกอนุภาคของรังสีฮอว์คิงไม่ว่าจะอยู่ไกลจากแหล่งกำเนิดเท่าใด ล้วนเชื่อมต่อโดยตรงกับภายในของหลุมดำผ่านเส้นทางสั้นๆ ผ่านกาลอวกาศ

“ถ้าคุณเคลื่อนตัวผ่านรูหนอน สิ่งที่อยู่ไกลก็ไม่ไกลนัก” Susskind กล่าว

Susskind และ Maldacena เสนอให้รวบรวมอนุภาค Hawking ทั้งหมดและผลักเข้าด้วยกันจนยุบลงในหลุมดำ หลุมดำนี้จะเข้าไปพัวพัน ดังนั้นจึงเชื่อมต่อด้วยรูหนอนกับหลุมดำเดิม เคล็ดลับนี้เปลี่ยนความยุ่งเหยิงของอนุภาคฮอว์คิงที่พัวพันกับหลุมดำและกันและกันเป็นหลุมดำสองหลุมที่เชื่อมต่อกันด้วยรูหนอน แก้ปัญหาการโอเวอร์โหลดความสับสนและปัญหาไฟร์วอลล์สิ้นสุดลง

ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนที่กระโดดขึ้นไปบนรางของรถราง ER = EPR Susskind และ Maldacena รับทราบว่าพวกเขายังมีงานอีกมากที่ต้องทำเพื่อพิสูจน์ว่ารูหนอนและสิ่งกีดขวางนั้นเท่าเทียมกัน แต่หลังจากไตร่ตรองถึงความหมายของความขัดแย้งของไฟร์วอลล์ นักฟิสิกส์หลายคนเห็นพ้องต้องกันว่ากาล-อวกาศภายในหลุมดำเป็นหนี้การดำรงอยู่ของมันเพื่อพัวพันกับรังสีภายนอก นี่เป็นข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ Preskill ตั้งข้อสังเกต เพราะมันหมายความว่าโครงสร้างทั้งหมดของกาลอวกาศในจักรวาล รวมถึงแพทช์ที่เราครอบครองนั้นเป็นผลผลิตของการกระทำควอนตัมที่น่าขยะแขยง

คอมพิวเตอร์อวกาศ

เป็นสิ่งหนึ่งที่จะบอกว่าจักรวาลสร้างกาลอวกาศผ่านการพัวพัน; เป็นอีกเรื่องหนึ่งที่แสดงให้เห็นว่าจักรวาลทำอย่างไร Preskill และเพื่อนร่วมงานจัดการกับงานที่ยากลำบากนี้ ซึ่งตัดสินใจถือว่าจักรวาลเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดมหึมา เป็นเวลาเกือบยี่สิบปีที่นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งใช้ข้อมูลที่เข้ารหัสในองค์ประกอบที่พันกัน เช่น โฟตอนหรือวงจรเล็กๆ เพื่อแก้ปัญหาที่คอมพิวเตอร์แบบเดิมๆ ไม่สามารถทำได้ ทีมของ Preskill กำลังใช้ความรู้ที่ได้รับจากความพยายามเหล่านี้ในการทำนายว่ารายละเอียดของแต่ละบุคคลในซุปจะแปลเป็นป้ายกำกับที่สับสนได้อย่างไร

คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานโดยส่วนประกอบการทำงานที่อยู่ในสถานะซ้อนทับกันในฐานะผู้ให้บริการข้อมูล โดยสามารถเป็นศูนย์และหน่วยพร้อมกันได้ แต่สถานะของการซ้อนทับนั้นเปราะบางมาก ตัวอย่างเช่น ความร้อนที่มากเกินไปสามารถทำลายสถานะและข้อมูลควอนตัมทั้งหมดที่อยู่ในนั้นได้ การสูญเสียข้อมูลเหล่านี้ซึ่ง Preskill เปรียบเสมือนกับหน้าที่ฉีกขาดในหนังสือดูเหมือนหลีกเลี่ยงไม่ได้

แต่นักฟิสิกส์ตอบสนองด้วยการสร้างโปรโตคอลสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม แทนที่จะใช้อนุภาคเพียงอนุภาคเดียวในการจัดเก็บควอนตัมบิต นักวิทยาศาสตร์จะแยกข้อมูลออกเป็นอนุภาคที่พันกันหลายอัน หนังสือที่เขียนในภาษาของการแก้ไขข้อผิดพลาดของควอนตัมจะเต็มไปด้วยคำที่ไม่มีความหมาย Preskill กล่าว แต่เนื้อหาทั้งหมดสามารถกู้คืนได้แม้ว่าหน้าจะขาดหายไปครึ่งหนึ่ง

การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ตอนนี้ Preskill และเพื่อนร่วมงานของเขาสงสัยว่าธรรมชาติได้เกิดขึ้นกับระบบนี้มานานแล้ว ในเดือนมิถุนายนในวารสาร Journal of High Energy Physics Preskill และทีมของเขาได้แสดงให้เห็นว่าการพัวพันของอนุภาคจำนวนมากที่ขอบเขตโฮโลแกรมอธิบายอนุภาคเดียวที่ดึงดูดโดยแรงโน้มถ่วงภายในชิ้นส่วนของพื้นที่ต่อต้านผู้เลี้ยงได้อย่างไร Maldacena กล่าวว่าการค้นพบนี้อาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นว่าโฮโลแกรมเข้ารหัสรายละเอียดทั้งหมดของกาลอวกาศที่ล้อมรอบได้อย่างไร

นักฟิสิกส์ตระหนักดีว่าการคาดเดาของพวกเขานั้นยังอีกยาวไกลเพื่อให้เข้ากับความเป็นจริง ในขณะที่พื้นที่ต่อต้าน de Sitter ช่วยให้นักฟิสิกส์ได้เปรียบในการทำงานกับขอบเขตที่กำหนดไว้อย่างดี จักรวาลไม่มีป้ายกำกับที่ชัดเจนบนกระป๋องซุป โครงสร้างกาลอวกาศของจักรวาลขยายตัวขึ้นตั้งแต่บิกแบงและยังคงดำเนินต่อไปในอัตราที่เพิ่มขึ้น หากคุณส่งลำแสงไปในอวกาศ ลำแสงจะไม่หันกลับมา เขาจะบิน “ไม่ชัดเจนว่าจะนิยามทฤษฎีโฮโลแกรมของจักรวาลของเราได้อย่างไร” มัลดาเซนาเขียนในปี 2548 "ไม่มีที่ที่ดีพอที่จะใส่โฮโลแกรม"

อย่างไรก็ตาม อาจฟังดูแปลกเหมือนที่โฮโลแกรม กระป๋องซุป และรูหนอนทั้งหมดเหล่านี้อาจฟังดู พวกมันอาจเป็นเส้นทางที่มีแนวโน้มว่าจะนำไปสู่การหลอมรวมของกิจกรรมที่น่ากลัวของควอนตัมกับเรขาคณิตของกาลอวกาศ ในงานของพวกเขาเกี่ยวกับเวิร์มโฮล Einstein และ Rosen กล่าวถึงนัยที่อาจเป็นไปได้ของควอนตัม แต่ไม่ได้เชื่อมโยงกับงานก่อนหน้านี้ของพวกเขาเกี่ยวกับความพัวพัน ในปัจจุบัน การเชื่อมต่อนี้สามารถช่วยรวมกลศาสตร์ควอนตัมของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปให้เป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมได้ ด้วยทฤษฎีดังกล่าว นักฟิสิกส์สามารถแยกแยะความลึกลับของสถานะของจักรวาลรุ่นเยาว์เมื่อสสารและพลังงานอยู่ในจุดเล็ก ๆ อย่างไม่มีที่สิ้นสุดในอวกาศที่ตีพิมพ์

ใบไม้สีทองของต้นไม้ก็ส่องประกายระยิบระยับ แสงแดดยามเย็นกระทบยอดอ่อนๆ แสงส่องทะลุกิ่งไม้และแสดงภาพร่างประหลาดที่ริบหรี่อยู่บนผนังของ "kapterka" ของมหาวิทยาลัย

สายตาที่ครุ่นคิดของเซอร์แฮมิลตันขยับช้าๆ มองการเล่นของ chiaroscuro ในหัวของนักคณิตศาสตร์ชาวไอริช มีความคิด ความคิด และข้อสรุปที่หลอมละลายอย่างแท้จริง เขาทราบดีว่าคำอธิบายของปรากฏการณ์ต่างๆ มากมายด้วยความช่วยเหลือของกลไกของนิวตันนั้นเหมือนกับการเล่นเงาบนกำแพง ร่างที่พันกันอย่างหลอกลวง และทิ้งคำถามมากมายที่ยังไม่ได้คำตอบ “บางทีอาจเป็นคลื่น… หรืออาจเป็นกระแสของอนุภาค” นักวิทยาศาสตร์รำพึง “หรือแสงเป็นปรากฏการณ์ของปรากฏการณ์ทั้งสอง เหมือนร่างที่ทอจากเงาและแสง

จุดเริ่มต้นของฟิสิกส์ควอนตัม

เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะเฝ้าดูผู้คนที่ยิ่งใหญ่และพยายามทำความเข้าใจว่าความคิดที่ยอดเยี่ยมเกิดขึ้นได้อย่างไรซึ่งเปลี่ยนแนวทางการวิวัฒนาการของมนุษยชาติทั้งหมด แฮมิลตันเป็นหนึ่งในผู้ที่ยืนอยู่ที่จุดกำเนิด ฟิสิกส์ควอนตัม. ห้าสิบปีต่อมา ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากได้มีส่วนร่วมในการศึกษาอนุภาคมูลฐาน ความรู้ที่ได้รับไม่สอดคล้องและไม่เรียบเรียง อย่างไรก็ตาม มีขั้นตอนแรกสั่นคลอน

ทำความเข้าใจ microworld ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20

ในปีพ.ศ. 2444 ได้มีการนำเสนอแบบจำลองอะตอมรุ่นแรกและแสดงให้เห็นถึงความล้มเหลวจากมุมมองของอิเล็กโทรไดนามิกส์ทั่วไป ในช่วงเวลาเดียวกัน Max Planck และ Niels Bohr ได้ตีพิมพ์ผลงานมากมายเกี่ยวกับธรรมชาติของอะตอม แม้จะทำงานอย่างอุตสาหะ แต่ก็ไม่มีความเข้าใจที่สมบูรณ์เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม

ไม่กี่ปีต่อมา ในปี 1905 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันที่รู้จักกันน้อย Albert Einstein ได้ตีพิมพ์รายงานเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของควอนตัมแสงในสองสถานะ - คลื่นและ corpuscular (อนุภาค) ในงานของเขา มีการอธิบายเหตุผลของความล้มเหลวของแบบจำลอง อย่างไรก็ตาม วิสัยทัศน์ของไอน์สไตน์ถูกจำกัดด้วยความเข้าใจแบบเก่าเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอม

หลังจากงานมากมายของ Niels Bohr และเพื่อนร่วมงานของเขาในปี 1925 ทิศทางใหม่ก็ถือกำเนิดขึ้น นั่นคือกลศาสตร์ควอนตัมชนิดหนึ่ง นิพจน์ทั่วไป - "กลศาสตร์ควอนตัม" ปรากฏขึ้นสามสิบปีต่อมา

เรารู้อะไรเกี่ยวกับควอนตัมและนิสัยใจคอของมันบ้าง?

วันนี้ควอนตัมฟิสิกส์ไปไกลพอแล้ว มีการค้นพบปรากฏการณ์ต่างๆ มากมาย แต่เรารู้อะไรจริงๆ? คำตอบถูกนำเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่คนหนึ่ง "ใครจะเชื่อในควอนตัมฟิสิกส์หรือไม่เข้าใจก็ได้" คือนิยาม ลองคิดดูเอาเอง พอเพียงที่จะพูดถึงปรากฏการณ์เช่นควอนตัมพัวพันของอนุภาค ปรากฏการณ์นี้ทำให้โลกวิทยาศาสตร์ตกอยู่ในสภาพที่สับสนอย่างสมบูรณ์ สิ่งที่น่าตกใจยิ่งกว่านั้นก็คือ ความขัดแย้งที่เกิดขึ้นนั้นเข้ากันไม่ได้กับไอน์สไตน์

ผลกระทบของการพัวพันกันของควอนตัมของโฟตอนถูกกล่าวถึงครั้งแรกในปี 1927 ที่การประชุม Solvay Congress ครั้งที่ห้า มีการโต้เถียงกันอย่างดุเดือดระหว่าง Niels Bohr และ Einstein ความขัดแย้งของควอนตัมพัวพันได้เปลี่ยนความเข้าใจในสาระสำคัญของโลกวัตถุอย่างสมบูรณ์

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าร่างกายทั้งหมดประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน ดังนั้นปรากฏการณ์ทั้งหมดของกลศาสตร์ควอนตัมจึงสะท้อนให้เห็นในโลกปกติ Niels Bohr กล่าวว่าถ้าเราไม่ดูดวงจันทร์ก็ไม่มีอยู่จริง ไอน์สไตน์ถือว่าสิ่งนี้ไม่สมเหตุสมผลและเชื่อว่าวัตถุนั้นมีอยู่โดยอิสระจากผู้สังเกต

เมื่อศึกษาปัญหาของกลศาสตร์ควอนตัม เราควรเข้าใจว่ากลไกและกฎของมันเชื่อมโยงถึงกันและไม่เชื่อฟังฟิสิกส์คลาสสิก มาทำความเข้าใจกับพื้นที่ที่มีการโต้เถียงกันมากที่สุด - การพัวพันควอนตัมของอนุภาค

ทฤษฎีควอนตัมพัวพัน

ในการเริ่มต้น คุณควรเข้าใจว่าฟิสิกส์ควอนตัมเป็นเหมือนหลุมลึกที่คุณสามารถหาอะไรก็ได้ที่คุณต้องการ ปรากฏการณ์ควอนตัมพัวพันเมื่อต้นศตวรรษที่ผ่านมาได้รับการศึกษาโดย Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck และนักฟิสิกส์อีกหลายคน ตลอดศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์หลายพันคนทั่วโลกได้ศึกษาและทดลองอย่างจริงจัง

โลกอยู่ภายใต้กฎฟิสิกส์ที่เข้มงวด

เหตุใดจึงมีความสนใจในความขัดแย้งของกลศาสตร์ควอนตัมเช่นนี้ ทุกอย่างเรียบง่ายมาก: เราดำเนินชีวิตโดยปฏิบัติตามกฎบางประการของโลกทางกายภาพ ความสามารถในการ "บายพาส" พรหมลิขิตเปิดประตูเวทย์มนตร์เบื้องหลังซึ่งทุกอย่างจะเป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น แนวคิดเรื่อง "แมวของชโรดิงเงอร์" นำไปสู่การควบคุมสสาร นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะส่งข้อมูลทางไกลซึ่งเป็นสาเหตุของการพัวพันควอนตัม การส่งข้อมูลจะกลายเป็นทันทีโดยไม่คำนึงถึงระยะทาง
ปัญหานี้ยังอยู่ในระหว่างการศึกษาแต่มีแนวโน้มในเชิงบวก

ความคล้ายคลึงและความเข้าใจ

มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับการพัวพันกับควอนตัม จะเข้าใจได้อย่างไร และเกิดอะไรขึ้นกับมัน ลองคิดดูสิ สิ่งนี้จะต้องมีการทดลองทางความคิด ลองนึกภาพว่าคุณมีสองกล่องในมือของคุณ แต่ละลูกมีแถบหนึ่งลูก ตอนนี้เราให้กล่องหนึ่งกล่องแก่นักบินอวกาศ และเขาก็บินไปดาวอังคาร ทันทีที่คุณเปิดกล่องและเห็นว่าแถบบนลูกบอลอยู่ในแนวนอน จากนั้นในอีกกล่องหนึ่ง ลูกบอลจะมีแถบแนวตั้งโดยอัตโนมัติ นี่จะเป็นการพัวพันควอนตัม พูดง่ายๆเด่นชัด: วัตถุหนึ่งกำหนดตำแหน่งของอีกวัตถุหนึ่งล่วงหน้า

อย่างไรก็ตาม ควรเข้าใจว่านี่เป็นเพียงคำอธิบายเพียงผิวเผินเท่านั้น เพื่อให้ได้ควอนตัมพัวพัน จำเป็นที่อนุภาคจะมีต้นกำเนิดเหมือนกัน เหมือนฝาแฝด

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการทดลองจะหยุดชะงักหากมีคนก่อนหน้าคุณมีโอกาสดูวัตถุอย่างน้อยหนึ่งชิ้น

การพัวพันควอนตัมสามารถใช้ที่ไหน?

หลักการควอนตัมพัวพันสามารถใช้ในการถ่ายโอนข้อมูลไปยัง ระยะทางไกลทันที ข้อสรุปดังกล่าวขัดแย้งกับทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ มันบอกว่าความเร็วสูงสุดของการเคลื่อนไหวนั้นมีอยู่ในแสงเท่านั้น - สามแสนกิโลเมตรต่อวินาที การถ่ายโอนข้อมูลดังกล่าวทำให้การเคลื่อนย้ายทางกายภาพเป็นไปได้

ทุกสิ่งในโลกล้วนเป็นข้อมูล รวมทั้งสสาร นักฟิสิกส์ควอนตัมได้ข้อสรุปนี้ ในปี 2008 ตามฐานข้อมูลเชิงทฤษฎี เป็นไปได้ที่จะเห็นสิ่งกีดขวางควอนตัมด้วยตาเปล่า

นี่เป็นอีกครั้งที่บ่งบอกว่าเราใกล้จะถึงการค้นพบที่ยิ่งใหญ่แล้ว - การเคลื่อนไหวในอวกาศและเวลา เวลาในจักรวาลนั้นไม่ต่อเนื่อง ดังนั้นการเคลื่อนที่ในทันทีในระยะทางที่กว้างใหญ่ทำให้สามารถเข้าไปในความหนาแน่นของเวลาที่ต่างกันได้ (ตามสมมติฐานของไอน์สไตน์ บอร์) บางทีในอนาคตมันอาจจะเป็นจริงเช่นเดียวกับโทรศัพท์มือถือในปัจจุบัน

พลวัตของอากาศธาตุและการพัวพันควอนตัม

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ชั้นนำบางคนกล่าวว่าการพัวพันควอนตัมถูกอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่าอวกาศนั้นเต็มไปด้วยอีเธอร์ - สสารสีดำบางชนิด อนุภาคมูลฐานใด ๆ ดังที่เราทราบมีอยู่ในรูปของคลื่นและเม็ดโลหิต (อนุภาค) นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าอนุภาคทั้งหมดอยู่บน "ผืนผ้าใบ" ของพลังงานมืด นี่ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะเข้าใจ ลองคิดดูในอีกทางหนึ่ง - วิธีการเชื่อมโยง

ลองนึกภาพตัวเองที่ชายทะเล ลมอ่อนๆ และลมพัดเบาๆ เห็นคลื่น? และที่ไหนสักแห่งในระยะไกลในเงาสะท้อนของดวงอาทิตย์จะมองเห็นเรือใบ
เรือจะเป็นอนุภาคพื้นฐานของเรา และทะเลจะเป็นอีเธอร์ (พลังงานมืด)
ทะเลสามารถเคลื่อนที่ได้ในรูปของคลื่นและหยดน้ำที่มองเห็นได้ ในทำนองเดียวกัน อนุภาคมูลฐานทั้งหมดสามารถเป็นเพียงทะเล (ส่วนที่เป็นส่วนประกอบ) หรืออนุภาคที่แยกจากกัน - หยดน้ำ

นี่เป็นตัวอย่างแบบง่าย ทุกอย่างค่อนข้างซับซ้อน อนุภาคที่ไม่มีผู้สังเกตการณ์อยู่ในรูปแบบของคลื่นและไม่มีตำแหน่งเฉพาะ

เรือใบสีขาวเป็นวัตถุที่โดดเด่นแตกต่างจากพื้นผิวและโครงสร้างของน้ำทะเล ในทำนองเดียวกัน มี "ยอด" ในมหาสมุทรแห่งพลังงานที่เราสามารถรับรู้ได้ว่าเป็นการรวมตัวของพลังที่เรารู้จักซึ่งได้หล่อหลอมส่วนวัตถุของโลก

microworld ใช้ชีวิตตามกฎของตัวเอง

หลักการพัวพันของควอนตัมสามารถเข้าใจได้หากเราคำนึงถึงความจริงที่ว่าอนุภาคมูลฐานอยู่ในรูปของคลื่น หากไม่มีตำแหน่งและลักษณะเฉพาะ อนุภาคทั้งสองอยู่ในมหาสมุทรแห่งพลังงาน ในขณะที่ผู้สังเกตปรากฏขึ้น คลื่นจะ "เปลี่ยน" เป็นวัตถุที่สัมผัสได้ อนุภาคที่สองซึ่งสังเกตระบบสมดุลจะได้คุณสมบัติที่ตรงกันข้าม

บทความที่อธิบายไว้ไม่ได้มุ่งเป้าไปที่ความจุ คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์โลกควอนตัม ความเป็นไปได้ของการสะท้อน คนธรรมดาขึ้นอยู่กับความพร้อมของความเข้าใจในเนื้อหาที่นำเสนอ

ฟิสิกส์ของอนุภาคมูลฐานศึกษาการพัวพันของสถานะควอนตัมโดยพิจารณาจากการหมุน (การหมุน) ของอนุภาคมูลฐาน

ในภาษาวิทยาศาสตร์ (ตัวย่อ) - การพัวพันควอนตัมถูกกำหนดโดยสปินที่แตกต่างกัน ในกระบวนการสังเกตวัตถุ นักวิทยาศาสตร์เห็นว่าสามารถหมุนได้เพียงสองรอบเท่านั้น - ตลอดและข้าม น่าแปลกที่ในตำแหน่งอื่น อนุภาคไม่ "ก่อให้เกิด" ต่อผู้สังเกต

สมมติฐานใหม่ - มุมมองใหม่ของโลก

การศึกษาพิภพเล็ก - พื้นที่ของอนุภาคมูลฐาน - ก่อให้เกิดสมมติฐานและข้อสันนิษฐานมากมาย ผลกระทบของการพัวพันกับควอนตัมกระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์นึกถึงการมีอยู่ของควอนตัมไมโครแลตทิสบางชนิด ในความเห็นของพวกเขา ที่แต่ละโหนด - จุดตัด - มีควอนตัม พลังงานทั้งหมดเป็นโครงข่ายเชิงบูรณาการ และการสำแดงและการเคลื่อนที่ของอนุภาคทำได้ผ่านโหนดของโครงตาข่ายเท่านั้น

ขนาดของ "หน้าต่าง" ของตะแกรงดังกล่าวค่อนข้างเล็กและการวัด อุปกรณ์ที่ทันสมัยเป็นไปไม่ได้. อย่างไรก็ตาม เพื่อยืนยันหรือหักล้างสมมติฐานนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงตัดสินใจศึกษาการเคลื่อนที่ของโฟตอนในโครงข่ายควอนตัมเชิงพื้นที่ สิ่งสำคัญที่สุดคือโฟตอนสามารถเคลื่อนที่ได้ทั้งแบบตรงและแบบซิกแซก - ตามแนวทแยงของโครงตาข่าย ในกรณีที่สอง เมื่อเอาชนะระยะทางที่ไกลกว่า เขาจะใช้พลังงานมากขึ้น ดังนั้นจะแตกต่างจากโฟตอนที่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง

บางทีเมื่อเวลาผ่านไป เราจะได้เรียนรู้ว่าเราอาศัยอยู่ในตารางควอนตัมเชิงพื้นที่ หรือสมมติฐานนี้อาจผิด อย่างไรก็ตาม มันเป็นหลักการของพัวพันควอนตัมที่บ่งบอกถึงความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของตาข่าย

ถ้าจะพูด ภาษาธรรมดาจากนั้นใน "คิวบ์" เชิงพื้นที่ที่สมมุติขึ้น คำจำกัดความของใบหน้าหนึ่งมีความหมายตรงกันข้ามอย่างชัดเจนกับอีกหน้าหนึ่ง นี่คือหลักการรักษาโครงสร้างของอวกาศ-เวลา

บทส่งท้าย

เพื่อให้เข้าใจโลกมหัศจรรย์และลึกลับของฟิสิกส์ควอนตัม ควรพิจารณาการพัฒนาวิทยาศาสตร์อย่างใกล้ชิดในช่วงห้าร้อยปีที่ผ่านมา เมื่อก่อนโลกแบน ไม่เป็นทรงกลม เหตุผลนั้นชัดเจน: ถ้าคุณมีรูปร่างกลม น้ำและผู้คนจะไม่สามารถต้านทานได้

ดังที่เราเห็น ปัญหามีอยู่ในกรณีที่ไม่มีวิสัยทัศน์ที่สมบูรณ์ของทุกคน กำลังพล. เป็นไปได้ว่า วิทยาศาสตร์สมัยใหม่เพื่อให้เข้าใจควอนตัมฟิสิกส์ ไม่เพียงพอที่จะเห็นแรงกระทำทั้งหมด ช่องว่างในการมองเห็นทำให้เกิดระบบความขัดแย้งและความขัดแย้ง บางทีโลกมหัศจรรย์ของกลศาสตร์ควอนตัมอาจมีคำตอบสำหรับคำถามที่ตั้งไว้

หากคุณยังไม่ประทับใจกับความมหัศจรรย์ของฟิสิกส์ควอนตัม หลังจากบทความนี้ ความคิดของคุณจะกลับหัวกลับหางอย่างแน่นอน วันนี้ผมจะบอกคุณว่าควอนตัมพัวพันคืออะไร แต่พูดง่ายๆ เพื่อให้ทุกคนเข้าใจว่ามันคืออะไร

สิ่งกีดขวางเป็นการเชื่อมต่อที่มีมนต์ขลัง

หลังจากค้นพบผลกระทบที่ผิดปกติที่เกิดขึ้นในพิภพเล็ก ๆ นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งสมมติฐานทางทฤษฎีที่น่าสนใจ มันติดตามอย่างแม่นยำจากพื้นฐานของทฤษฎีควอนตัม

ในอดีต ฉันเคยพูดถึงว่าอิเล็กตรอนมีพฤติกรรมแปลก ๆ อย่างไร

แต่การพัวพันของควอนตัม อนุภาคมูลฐานโดยทั่วไปขัดแย้งกับสามัญสำนึกใดๆ เกินกว่าความเข้าใจใดๆ

หากพวกเขามีปฏิสัมพันธ์กัน หลังจากแยกจากกัน ความเชื่อมโยงที่มหัศจรรย์ยังคงอยู่ระหว่างพวกเขา แม้ว่าจะแยกจากกันด้วยระยะห่างขนาดใหญ่ตามอำเภอใจ

มหัศจรรย์ในแง่ที่ว่าข้อมูลระหว่างกันจะถูกส่งต่อในทันที

ดังที่ทราบกันดีจากกลศาสตร์ควอนตัม อนุภาคก่อนการวัดจะซ้อนทับกัน กล่าวคือ มีพารามิเตอร์หลายตัวพร้อมกัน เบลอในอวกาศ และไม่มีค่าการหมุนที่แน่นอน หากทำการวัดบนหนึ่งในคู่ของอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์ก่อนหน้านี้ นั่นคือ ฟังก์ชั่นคลื่นยุบ จากนั้นวินาทีจะตอบสนองต่อการวัดนี้ทันที ห่างกันแค่ไหนไม่สำคัญ แฟนตาซีไม่ใช่เหรอ

ดังที่ทราบจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ ไม่มีอะไรจะเกินความเร็วแสงได้ เพื่อให้ข้อมูลเข้าถึงจากอนุภาคหนึ่งไปยังอนุภาคที่สอง อย่างน้อยก็จำเป็นต้องใช้เวลาในการผ่านของแสง แต่อนุภาคหนึ่งจะตอบสนองต่อการวัดวินาทีในทันที ข้อมูลด้วยความเร็วแสงน่าจะถึงเธอในภายหลัง ทั้งหมดนี้ไม่เหมาะกับสามัญสำนึก

ถ้าเราหารอนุภาคมูลฐานคู่หนึ่งด้วยศูนย์ พารามิเตอร์ทั่วไปสปินแล้วหนึ่งจะต้องมีสปินเชิงลบและค่าบวกที่สอง แต่ก่อนการวัด ค่าของการหมุนจะอยู่ใน superposition ทันทีที่เราวัดการหมุนของอนุภาคแรก เราเห็นว่าอนุภาคนั้นมีค่าเป็นบวก ดังนั้นอนุภาคที่สองจึงได้รับการหมุนเป็นลบทันที ในทางกลับกัน หากอนุภาคแรกได้รับค่าลบของการหมุน อนุภาคที่สองจะได้ค่าบวกในทันที

หรือการเปรียบเทียบดังกล่าว

เรามีสองลูก ตัวหนึ่งเป็นสีดำ อีกตัวหนึ่งเป็นสีขาว เราคลุมมันด้วยแก้วทึบแสง เราไม่สามารถดูว่าอันไหนเป็นอันไหน เราเข้าไปยุ่งเหมือนในเกมปลอกกระสุน

หากคุณเปิดแก้วหนึ่งใบแล้วเห็นว่ามีลูกบอลสีขาว แสดงว่าแก้วที่สองเป็นสีดำ แต่ตอนแรกเราไม่รู้ว่าอันไหนเป็นอันไหน

มันก็เหมือนกับอนุภาคมูลฐาน แต่ก่อนที่คุณจะมองดูพวกมัน ก่อนทำการวัด ลูกบอลจะเหมือนกับไม่มีสี แต่เมื่อทำลายการทับซ้อนของลูกบอลหนึ่งลูกและเห็นว่ามันเป็นสีขาว ลูกที่สองจะกลายเป็นสีดำทันที และสิ่งนี้จะเกิดขึ้นทันที ไม่ว่าจะมีลูกบอลอยู่บนพื้นอย่างน้อยหนึ่งลูก และลูกที่สองในกาแล็กซีอื่น ในกรณีของเราเพื่อให้แสงเข้าถึงจากลูกบอลหนึ่งไปยังอีกลูกหนึ่งได้ สมมติว่าใช้เวลาหลายร้อยปี และลูกบอลลูกที่สองเรียนรู้ว่ามีการวัดค่าในลูกบอลที่สอง ฉันทำซ้ำทันที มีความสับสนระหว่างพวกเขา

เป็นที่แน่ชัดว่าไอน์สไตน์และนักฟิสิกส์อีกหลายคนไม่ยอมรับผลของเหตุการณ์ดังกล่าว นั่นคือ การพัวพันควอนตัม เขาถือว่าข้อสรุปของฟิสิกส์ควอนตัมไม่ถูกต้อง ไม่สมบูรณ์ และสันนิษฐานว่าตัวแปรที่ซ่อนอยู่บางส่วนหายไป

ตรงกันข้าม ความขัดแย้งของไอน์สไตน์ที่อธิบายข้างต้นถูกประดิษฐ์ขึ้นเพื่อแสดงว่าข้อสรุปของกลศาสตร์ควอนตัมไม่ถูกต้อง เพราะการพัวพันขัดกับสามัญสำนึก

ความขัดแย้งนี้เรียกว่า Einstein-Podolsky-Rosen paradox ซึ่งย่อมาจาก EPR Paradox

แต่การทดลองกับพัวพันในภายหลังโดย A. Aspect และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ พบว่า Einstein คิดผิด พัวพันควอนตัมมีอยู่

และสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่สมมติฐานทางทฤษฎีที่เกิดจากสมการอีกต่อไป แต่เป็นข้อเท็จจริงที่แท้จริงของการทดลองหลายอย่างเกี่ยวกับการพัวพันควอนตัม นักวิทยาศาสตร์ได้เห็นสิ่งนี้ และไอน์สไตน์เสียชีวิตโดยไม่รู้ความจริง

อนุภาคโต้ตอบทันทีจริงๆ การจำกัดความเร็วแสงไม่ได้เป็นอุปสรรคต่อพวกมัน โลกกลายเป็นสิ่งที่น่าสนใจและซับซ้อนมากขึ้น

ด้วยความพัวพันของควอนตัมฉันขอย้ำว่ามีการถ่ายโอนข้อมูลในทันทีทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่มีมนต์ขลัง

แต่สิ่งนี้จะเป็นไปได้อย่างไร?

ฟิสิกส์ควอนตัมในปัจจุบันตอบคำถามนี้อย่างสง่างาม มีการสื่อสารระหว่างอนุภาคในทันที ไม่ใช่เพราะข้อมูลถูกถ่ายโอนอย่างรวดเร็ว แต่เนื่องจากในระดับที่ลึกกว่านั้น พวกมันไม่ได้แยกจากกัน แต่ยังคงอยู่ด้วยกัน พวกเขาอยู่ในสิ่งที่เรียกว่าพัวพันควอนตัม

นั่นคือสถานะของความสับสนเป็นสถานะของระบบซึ่งตามพารามิเตอร์หรือค่าบางอย่างไม่สามารถแบ่งออกเป็นส่วนต่าง ๆ ที่แยกจากกันและเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์

ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอนหลังจากปฏิสัมพันธ์สามารถแยกจากกันด้วยระยะห่างในอวกาศที่กว้างใหญ่ แต่สปินของพวกมันยังคงอยู่ด้วยกัน ดังนั้นในระหว่างการทดลอง สปินจะตกลงกันเองในทันที

คุณเข้าใจที่สิ่งนี้นำไปสู่?

ความรู้ในปัจจุบันเกี่ยวกับฟิสิกส์ควอนตัมสมัยใหม่ที่มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีการแยกส่วนได้มาจากสิ่งหนึ่ง

มีความเป็นจริงที่ลึกซึ้งและไม่ปรากฏให้เห็น และสิ่งที่เราสังเกตเห็นในฐานะโลกคลาสสิกที่คุ้นเคยนั้นเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ เป็นกรณีพิเศษของความเป็นจริงควอนตัมที่เป็นพื้นฐานมากขึ้น

มันไม่มีช่องว่าง เวลา พารามิเตอร์ใด ๆ ของอนุภาค แต่มีเพียงข้อมูลเกี่ยวกับพวกมันเท่านั้น ความเป็นไปได้ของการปรากฏตัวของพวกมัน

ข้อเท็จจริงนี้อธิบายได้อย่างสวยงามและเรียบง่ายว่าทำไมการล่มสลายของฟังก์ชันคลื่นซึ่งพิจารณาในบทความก่อนหน้านี้ การพัวพันควอนตัม และสิ่งมหัศจรรย์อื่นๆ ของพิภพเล็กจึงเกิดขึ้น

ทุกวันนี้ เมื่อพูดถึงควอนตัมพัวพัน พวกเขาจำอีกโลกหนึ่งได้

นั่นคือ ในระดับพื้นฐาน อนุภาคมูลฐานจะไม่ปรากฏ มันตั้งอยู่หลายจุดพร้อมกันในอวกาศมีค่าการหมุนหลายค่า

จากนั้น ตามพารามิเตอร์บางอย่าง มันสามารถปรากฏให้เห็นในโลกคลาสสิกของเราในระหว่างการวัด ในการทดลองที่กล่าวถึงข้างต้น อนุภาคสองตัวมีค่าพิกัดพื้นที่เฉพาะอยู่แล้ว แต่สปินของพวกมันยังคงอยู่ในความเป็นจริงของควอนตัม ไม่มีที่ว่างและเวลา ดังนั้นการหมุนของอนุภาคจึงถูกล็อคเข้าด้วยกัน แม้ว่าจะมีระยะห่างระหว่างกันมากก็ตาม

และเมื่อเราดูที่การหมุนของอนุภาค นั่นคือ เราทำการวัด เราดึงสปินออกจากความเป็นจริงของควอนตัม เข้าสู่โลกปกติของเรา และดูเหมือนว่าสำหรับเราแล้วอนุภาคจะแลกเปลี่ยนข้อมูลในทันที เพียงแต่ยังอยู่ด้วยกันเป็นปัจจัยเดียว แม้จะอยู่ห่างไกลกัน การแยกจากกันเป็นภาพลวงตาจริงๆ

ทั้งหมดนี้ดูแปลกไม่ปกติ แต่ความจริงข้อนี้ได้รับการยืนยันจากการทดลองหลายครั้งแล้ว คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีพื้นฐานมาจากสิ่งกีดขวางทางเวทมนตร์

ความเป็นจริงกลับกลายเป็นว่าซับซ้อนและน่าสนใจกว่ามาก

หลักการพัวพันกับควอนตัมไม่สอดคล้องกับมุมมองปกติของเราที่มีต่อโลก

นี่คือวิธีที่ D.Bohm นักฟิสิกส์และนักวิทยาศาสตร์อธิบายการพัวพันควอนตัม

สมมติว่าเรากำลังดูปลาในตู้ปลา แต่เนื่องด้วยข้อจำกัดบางประการ เราจึงไม่สามารถมองดูพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำอย่างที่มันเป็น แต่ทำได้แค่เพียงการฉายภาพเท่านั้น ซึ่งถ่ายด้วยกล้องสองตัวที่ด้านหน้าและด้านข้าง นั่นคือเราดูปลาดูโทรทัศน์สองเครื่อง ปลาดูแตกต่างไปจากเรา เนื่องจากเราถ่ายด้วยกล้องหน้าหนึ่ง กล้องอีกตัวอยู่ในโปรไฟล์ แต่น่าประหลาดใจที่การเคลื่อนไหวของพวกเขามีความสม่ำเสมออย่างชัดเจน ทันทีที่ปลาจากหน้าจอแรกหมุน ปลาตัวที่สองจะเปลี่ยนทันที เราแปลกใจที่ไม่รู้ว่านี่คือปลาตัวเดียวกัน

ดังนั้นมันจึงอยู่ในการทดลองควอนตัมที่มีสองอนุภาค เนื่องจากข้อจำกัดของพวกมัน ดูเหมือนว่าสปินของอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์กันก่อนหน้านี้สองตัวจะเป็นอิสระจากกัน เพราะตอนนี้อนุภาคอยู่ไกลจากกัน แต่ในความเป็นจริง พวกเขายังคงอยู่ด้วยกัน แต่ในความเป็นจริงควอนตัม ในแหล่งที่ไม่ใช่ท้องถิ่น เราไม่ได้มองความเป็นจริงอย่างที่มันเป็น แต่ด้วยการบิดเบือนภายในกรอบของฟิสิกส์คลาสสิก

การเคลื่อนย้ายควอนตัมในแง่ง่าย

เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เกี่ยวกับควอนตัมพัวพันและการถ่ายโอนข้อมูลในทันที หลายคนสงสัยว่า: การเคลื่อนย้ายทางไกลเป็นไปได้หรือไม่?

ปรากฎว่าเป็นไปได้จริงๆ

มีการทดลองมากมายเกี่ยวกับการเคลื่อนย้ายมวลสาร

สาระสำคัญของวิธีการสามารถเข้าใจได้ง่ายถ้าคุณเข้าใจ หลักการทั่วไปความสับสน

มีอนุภาคเช่นอิเล็กตรอน A และอิเล็กตรอน B และ C ที่พันกันสองคู่ อิเล็กตรอน A และคู่ B, C อยู่ที่จุดต่างๆในอวกาศไม่ว่าจะอยู่ไกลแค่ไหน และตอนนี้ เรามาแปลงอนุภาค A และ B ให้เป็นพัวพันควอนตัม นั่นคือ มารวมเข้าด้วยกัน ตอนนี้ C กลายเป็นเหมือนกับ A ทุกประการเพราะสถานะทั่วไปไม่เปลี่ยนแปลง นั่นคือ อนุภาค A ถูกเคลื่อนย้ายไปยังอนุภาค C อย่างที่เป็นอยู่

วันนี้ ได้ทำการทดลองที่ซับซ้อนมากขึ้นเกี่ยวกับการเคลื่อนย้ายมวลสาร

แน่นอน การทดลองทั้งหมดจนถึงตอนนี้ได้ดำเนินการกับ .เท่านั้น อนุภาคมูลฐาน. แต่คุณต้องยอมรับว่ามันเหลือเชื่อ ท้ายที่สุด เราทุกคนประกอบด้วยอนุภาคเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการเคลื่อนย้ายวัตถุขนาดใหญ่ในทางทฤษฎีไม่แตกต่างกัน จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาทางเทคนิคจำนวนมากเท่านั้น และนี่เป็นเพียงเรื่องของเวลาเท่านั้น บางทีในการพัฒนาของมนุษย์อาจถึงความสามารถในการเคลื่อนย้ายวัตถุขนาดใหญ่และแม้แต่ตัวเขาเอง

ความเป็นจริงควอนตัม

ความพัวพันของควอนตัมคือความสมบูรณ์ ความต่อเนื่อง ความสามัคคีในระดับที่ลึกกว่า

หากตามพารามิเตอร์บางอย่าง อนุภาคอยู่ในพัวพันควอนตัม จากนั้นตามพารามิเตอร์เหล่านี้ ก็ไม่สามารถแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ แยกกันได้ พวกเขาพึ่งพาซึ่งกันและกัน คุณสมบัติดังกล่าวเป็นเพียงสิ่งมหัศจรรย์จากมุมมองของโลกที่คุ้นเคย เหนือธรรมชาติ หนึ่งอาจกล่าวได้ว่าอยู่นอกโลกและเหนือธรรมชาติ แต่นี่คือความจริงที่ไม่มีทางหนีพ้น ถึงเวลาต้องยอมรับมัน

แต่ทั้งหมดนี้นำไปสู่ที่ไหน?

ปรากฎว่าคำสอนทางจิตวิญญาณมากมายของมนุษยชาติได้กล่าวถึงเรื่องนี้มานานแล้ว

โลกที่เราเห็นประกอบด้วยวัตถุไม่ใช่พื้นฐานของความเป็นจริง แต่เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของโลกและไม่ใช่สิ่งที่สำคัญที่สุด มีความเป็นจริงเหนือธรรมชาติที่กำหนด กำหนดทุกสิ่งที่เกิดขึ้นกับโลกของเรา และด้วยเหตุนี้จึงเกิดขึ้นกับเรา

ที่นั่นมีคำตอบที่แท้จริงสำหรับคำถามนิรันดร์เกี่ยวกับความหมายของชีวิต การพัฒนาที่แท้จริงของบุคคล การค้นหาความสุขและสุขภาพ

และนี่ไม่ใช่คำเปล่า

ทั้งหมดนี้นำไปสู่การคิดใหม่เกี่ยวกับคุณค่าชีวิต ความเข้าใจว่านอกเหนือจากการแสวงหาความมั่งคั่งทางวัตถุอย่างไร้เหตุผล ยังมีบางสิ่งที่สำคัญกว่าและสูงกว่า และความเป็นจริงนี้ไม่ได้อยู่ที่ไหนสักแห่ง มันล้อมรอบเราทุกหนทุกแห่ง มันแทรกซึมเราอยู่ อย่างที่พวกเขาพูดกันว่า "เพียงปลายนิ้วสัมผัส"

แต่เราจะพูดถึงมันในบทความถัดไป

ตอนนี้ดูวิดีโอเกี่ยวกับการพัวพันควอนตัม

เรากำลังดำเนินไปอย่างราบรื่นจากการพัวพันควอนตัมไปสู่ทฤษฎี เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในบทความถัดไป

การพัวพันกันของควอนตัมหรือ "การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล" อย่างที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เรียกว่า เป็นปรากฏการณ์ทางกลของควอนตัมที่สถานะควอนตัมของวัตถุสองชิ้นหรือมากกว่านั้นต้องพึ่งพาอาศัยกัน การพึ่งพาอาศัยกันนี้ได้รับการเก็บรักษาไว้แม้ว่าวัตถุจะถูกลบออกจากกันเป็นเวลาหลายกิโลเมตร ตัวอย่างเช่น คุณสามารถพัวพันโฟตอนคู่หนึ่ง นำโฟตอนหนึ่งไปยังอีกกาแลคซีหนึ่ง จากนั้นวัดการหมุนของโฟตอนที่สอง - และโฟตอนนั้นจะตรงกันข้ามกับการหมุนของโฟตอนแรก และในทางกลับกัน พวกเขากำลังพยายามปรับการพัวพันของควอนตัมสำหรับการส่งข้อมูลในระยะทางที่กว้างใหญ่ในทันที หรือแม้แต่การเทเลพอร์ต

คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ให้โอกาสค่อนข้างมากในการสร้างแบบจำลองสถานการณ์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม การคำนวณใดๆ จะเป็น "เส้นตรง" ในระดับหนึ่ง เนื่องจากเป็นไปตามอัลกอริธึมที่กำหนดไว้อย่างดีและไม่สามารถเบี่ยงเบนไปจากการคำนวณได้ และระบบนี้ไม่อนุญาตให้จำลองกลไกที่ซับซ้อนซึ่งการสุ่มเป็นปรากฏการณ์ที่เกือบจะคงที่ นี่คือการจำลองชีวิต และอุปกรณ์ใดที่อนุญาตให้ผลิตได้? คอมพิวเตอร์ควอนตัม! มันเป็นหนึ่งในเครื่องจักรเหล่านี้ที่มีการเปิดตัวโครงการที่ใหญ่ที่สุดในการจำลองชีวิตควอนตัม