Untuk mempelajari fenomena interferensi seperti pada gambar, wajar untuk menggunakan pengaturan eksperimental yang ditunjukkan di sebelahnya. Dalam studi fenomena, untuk deskripsi yang perlu diketahui keseimbangan momentum yang terperinci, jelas perlu untuk mengasumsikan bahwa beberapa bagian dari seluruh perangkat dapat bergerak bebas (tidak tergantung satu sama lain). Gambar dari buku: Niels Bohr, "Selected Scientific Works and Articles", 1925 - 1961b hal.415.
Setelah melewati celah pada layar di belakang penghalang, pola interferensi muncul dari garis-garis terang dan gelap bergantian:
Gbr.1 Pinggiran interferensi
Foton mengenai layar pada titik-titik yang terpisah, tetapi adanya pinggiran interferensi pada layar menunjukkan bahwa ada titik-titik di mana foton tidak mengenai. Biarkan p menjadi salah satu titik ini. Namun demikian, sebuah foton dapat masuk p jika salah satu celah ditutup. Interferensi destruktif seperti itu, di mana kemungkinan alternatif terkadang dapat dihilangkan, adalah salah satu sifat mekanika kuantum yang paling misterius. Sifat menarik dari eksperimen celah ganda adalah bahwa pola interferensi dapat "dirakit" oleh satu partikel - yaitu, dengan mengatur intensitas sumber sedemikian rendah sehingga setiap partikel akan "terbang" dalam pengaturannya sendiri dan hanya dapat berinterferensi. dengan dirinya sendiri. Dalam hal ini, kita tergoda untuk bertanya pada diri sendiri yang mana dari dua celah yang dilewati partikel "benar-benar". Perhatikan bahwa dua partikel yang berbeda tidak menciptakan pola interferensi. Apa misteri, inkonsistensi, absurditas dalam menjelaskan fenomena interferensi? Mereka sangat berbeda dari paradoks banyak teori dan fenomena lain, seperti relativitas khusus, teleportasi kuantum, paradoks partikel kuantum terjerat, dan lain-lain. Sepintas, penjelasan interferensi sederhana dan jelas. Mari kita perhatikan penjelasan ini, yang dapat dibagi menjadi dua kelas: penjelasan dari sudut pandang gelombang dan penjelasan dari sudut pandang sel (kuantum). Sebelum memulai analisis, kami mencatat bahwa di bawah paradoksalitas, inkonsistensi, dan absurditas fenomena interferensi, yang kami maksud adalah ketidakcocokan deskripsi fenomena mekanika kuantum ini dengan logika formal dan akal sehat. Arti dari konsep-konsep ini, di mana kami menerapkannya di sini, ditetapkan dalam artikel ini.
Interferensi dari sudut pandang gelombang
Yang paling umum dan sempurna adalah penjelasan hasil eksperimen celah ganda dari sudut pandang gelombang:“Jika perbedaan antara jarak yang ditempuh gelombang sama dengan setengah bilangan ganjil panjang gelombang, maka osilasi yang disebabkan oleh satu gelombang akan mencapai puncak pada saat osilasi gelombang lainnya mencapai palung, dan oleh karena itu, satu gelombang akan mengurangi gangguan yang ditimbulkan oleh gelombang lainnya, dan bahkan dapat menghilangkannya sama sekali.Hal ini diilustrasikan pada Gambar 2, yang menunjukkan eksperimen dua celah di mana gelombang dari sumber A hanya dapat mencapai garis BC pada layar dengan melewati salah satu dari dua celah H1 atau H2 pada rintangan yang terletak antara sumber dan layar.X pada garis BC, perbedaan panjang lintasan sama dengan AH1X - AH2X; jika sama dengan bilangan bulat panjang gelombang, gangguan pada titik X akan besar, jika sama dengan setengah bilangan ganjil panjang gelombang, gangguan di titik X akan kecil.Gambar tersebut menunjukkan ketergantungan intensitas gelombang pada posisi suatu titik pada garis BC, yang berasosiasi dengan amplitudo osilasi pada titik-titik ini.
Gbr.2. Pola interferensi dari sudut pandang gelombang
Tampaknya deskripsi fenomena interferensi dari sudut pandang gelombang sama sekali tidak bertentangan dengan logika atau akal sehat. Namun, foton sebenarnya dianggap sebagai kuantum partikel . Jika ia menunjukkan sifat gelombang, maka, bagaimanapun, ia harus tetap menjadi dirinya sendiri - sebuah foton. Jika tidak, hanya dengan satu gelombang mempertimbangkan fenomena tersebut, kita sebenarnya menghancurkan foton sebagai elemen realitas fisik. Dengan pertimbangan ini, ternyata foton seperti itu ... tidak ada! Foton tidak hanya menunjukkan sifat gelombang - ini adalah gelombang di mana tidak ada partikel apa pun. Jika tidak, pada saat gelombang membelah, kita harus mengakui bahwa setengah partikel melewati setiap celah - foton, setengah foton. Tapi kemudian eksperimen yang mampu "menangkap" setengah foton ini seharusnya bisa dilakukan. Namun, tidak ada yang pernah berhasil mendaftarkan setengah foton yang sama ini. Jadi, interpretasi gelombang dari fenomena interferensi mengecualikan gagasan bahwa foton adalah partikel. Oleh karena itu, menganggap dalam hal ini foton sebagai partikel adalah tidak masuk akal, tidak logis, tidak sesuai dengan akal sehat. Logikanya, kita harus berasumsi bahwa foton terbang keluar dari titik A sebagai partikel. Saat mendekati rintangan, dia tiba-tiba ternyata ke dalam gelombang! Melewati celah-celah seperti gelombang, membelah menjadi dua aliran. Kalau tidak, kita harus percaya yang itu utuh partikel melewati dua celah pada saat yang sama, karena asumsi pemisahan kita tidak berhak membaginya menjadi dua partikel (setengah). Kemudian dua setengah gelombang lagi Menghubung menjadi satu partikel utuh. Di mana tidak ada tidak ada cara untuk menekan salah satu dari setengah gelombang. Sepertinya dua setengah gelombang, tetapi tidak ada yang berhasil menghancurkan salah satu dari mereka. Setiap kali setiap setengah gelombang ini selama pendaftaran ternyata utuh foton. Sebagian selalu, tanpa kecuali, keseluruhan. Artinya, gagasan foton sebagai gelombang harus memungkinkan kemungkinan "menangkap" masing-masing setengah gelombang persis sebagai setengah foton. Tapi itu tidak terjadi. Setengah dari foton melewati setiap celah, tetapi hanya seluruh foton yang terdaftar. Apakah setengah sama dengan keseluruhan? Interpretasi kehadiran partikel foton secara simultan di dua tempat sekaligus terlihat tidak jauh lebih logis dan masuk akal. Ingatlah bahwa deskripsi matematis dari proses gelombang sepenuhnya sesuai dengan hasil semua eksperimen interferensi pada dua celah tanpa kecuali.
Interferensi dari sudut pandang sel darah
Dari sudut pandang sel, akan lebih mudah untuk menjelaskan gerakan "setengah" foton menggunakan fungsi kompleks. Fungsi-fungsi ini berasal dari konsep dasar mekanika kuantum - vektor keadaan partikel kuantum (di sini - foton), fungsi gelombangnya, yang memiliki nama lain - amplitudo probabilitas. Probabilitas bahwa sebuah foton akan mengenai titik tertentu pada layar (pelat fotografi) dalam kasus percobaan dua celah sama dengan kuadrat dari fungsi gelombang total untuk dua kemungkinan lintasan foton yang membentuk superposisi keadaan. "Ketika kita menguadratkan modulus jumlah w + z dari dua bilangan kompleks w dan z, kita biasanya tidak hanya mendapatkan jumlah kuadrat dari modulus bilangan-bilangan ini; ada "suku koreksi" tambahan: |w + z| 2 = |w| 2 + |z |2 + 2|w||z|cos , di mana adalah sudut yang dibentuk oleh arah ke titik z dan w dari titik asal pada bidang Argand... Ini adalah suku koreksi 2|w||z|cos yang menggambarkan interferensi kuantum antara alternatif mekanika kuantum". Secara matematis, semuanya logis dan jelas: menurut aturan untuk menghitung ekspresi kompleks, kita mendapatkan kurva interferensi bergelombang seperti itu. Tidak ada interpretasi, penjelasan diperlukan di sini - hanya perhitungan matematika rutin. Tetapi jika Anda mencoba membayangkan ke arah mana, lintasan apa yang dipindahkan foton (atau elektron) sebelum bertemu layar, uraian di atas tidak memungkinkan Anda untuk melihat: "Oleh karena itu, pernyataan bahwa elektron melewati slot 1 atau melalui slot 2 tidak benar. Mereka melewati kedua celah pada saat yang sama. Dan alat matematika yang sangat sederhana yang menggambarkan proses seperti itu memberikan persetujuan yang benar-benar tepat dengan eksperimen ". Memang, ekspresi matematika dengan fungsi kompleks sederhana dan jelas. Namun, mereka hanya menggambarkan manifestasi eksternal dari proses, hanya hasilnya, tanpa mengatakan apa pun tentang apa yang terjadi dalam arti fisik. Tidak mungkin membayangkan dari sudut pandang akal sehat sebagai satu partikel, bahkan jika itu tidak memiliki ukuran titik yang sebenarnya, tetapi, bagaimanapun, masih dibatasi oleh satu volume yang tidak terpisahkan, tidak mungkin untuk secara bersamaan melewati dua lubang yang tidak berhubungan. Misalnya, Sudbury, menganalisis fenomena tersebut, menulis: “Pola interferensi itu sendiri juga secara tidak langsung menunjukkan perilaku sel-sel partikel yang diteliti, karena sebenarnya tidak kontinu, tetapi tersusun seperti gambar di layar TV dari banyak titik-titik yang dibuat oleh kilatan dari elektron individu. Tetapi untuk menjelaskan pola interferensi ini berdasarkan asumsi bahwa setiap elektron melewati salah satu atau celah lainnya sama sekali tidak mungkin. Dia sampai pada kesimpulan yang sama tentang ketidakmungkinan melewati satu partikel secara bersamaan melalui dua celah: "sebuah partikel harus melewati satu, atau melalui celah lain," menandai struktur sel yang jelas. Sebuah partikel tidak dapat melewati dua celah pada saat yang sama, tetapi ia tidak dapat melewati salah satu atau yang lain. Tidak diragukan lagi, elektron adalah partikel, seperti dibuktikan dengan titik-titik dari kilatan di layar. Dan partikel ini, tidak diragukan lagi, tidak dapat melewati hanya salah satu celah. Selain itu, elektron, tidak diragukan lagi, tidak dibagi menjadi dua bagian, menjadi dua bagian, yang masing-masing dalam hal ini kasus seharusnya memiliki setengah massa elektron dan setengah muatan. -elektron tidak pernah diamati oleh siapa pun. Ini berarti bahwa elektron tidak dapat, setelah dibagi menjadi dua bagian, bercabang, secara bersamaan melintasi kedua slot. Itu, seperti kita dijelaskan, tetap utuh, serentak melewati dua celah yang berbeda. Itu tidak membelah menjadi dua bagian, tetapi secara bersamaan melewati dua celah. Ini adalah absurditas deskripsi mekanika kuantum (selular) tentang proses fisik interferensi pada dua celah. Ingatlah bahwa secara matematis proses ini dijelaskan dengan sempurna. Tetapi proses fisik sama sekali tidak logis, bertentangan dengan akal sehat. Dan, seperti biasa, akal sehat yang harus disalahkan, yang tidak bisa mengerti bagaimana itu: itu tidak dibagi menjadi dua, tetapi masuk ke dua tempat. Di sisi lain, juga tidak mungkin untuk mengasumsikan kebalikannya: bahwa sebuah foton (atau elektron), dalam beberapa cara yang tidak diketahui, masih melewati salah satu dari dua celah. Lalu mengapa partikel mencapai titik tertentu dan menghindari yang lain? Seperti dia tahu tentang daerah terlarang. Hal ini terutama terlihat ketika partikel mengganggu dirinya sendiri pada laju aliran yang rendah. Dalam hal ini, masih perlu untuk mempertimbangkan simultanitas perjalanan partikel melalui kedua celah. Kalau tidak, orang harus menganggap partikel itu hampir sebagai makhluk rasional dengan karunia pandangan jauh ke depan. Eksperimen dengan detektor transit atau eksklusi (fakta bahwa partikel tidak terpaku di dekat satu celah berarti telah melewati celah lain) tidak memperjelas gambar. Tidak ada penjelasan yang masuk akal tentang bagaimana dan mengapa satu partikel integral bereaksi terhadap keberadaan celah kedua yang tidak dilewatinya. Jika partikel tidak terdaftar di dekat salah satu slot, maka partikel itu telah melewati yang lain. Tetapi dalam kasus ini, itu mungkin sampai ke titik "terlarang" dari layar, yaitu, ke titik yang tidak akan pernah mengenai jika slot kedua terbuka. Meskipun, tampaknya, tidak ada yang dapat mencegah partikel-partikel yang tidak tertunda ini untuk menciptakan pola interferensi "setengah". Namun, hal ini tidak terjadi: jika salah satu slot ditutup, partikel-partikel tersebut tampaknya mendapatkan "pass" untuk memasuki area "terlarang" pada layar. Jika kedua celah terbuka, maka partikel yang diduga melewati salah satu celah tidak dapat masuk ke wilayah "terlarang" tersebut. Dia sepertinya merasakan bagaimana celah kedua "terlihat" padanya dan melarang gerakan ke arah tertentu. Diakui bahwa interferensi hanya terjadi dalam eksperimen dengan gelombang atau partikel yang terwujud dalam eksperimen ini hanya sifat gelombang. Dalam beberapa cara ajaib, partikel memperlihatkan gelombang atau sisi selnya kepada peneliti, benar-benar mengubahnya saat bepergian, dalam penerbangan. Jika penyerap ditempatkan segera setelah salah satu celah, maka partikel sebagai gelombang melewati kedua celah menuju penyerap, kemudian melanjutkan penerbangannya sebagai partikel. Dalam hal ini, penyerap, ternyata, tidak mengambil bahkan sebagian kecil energinya dari partikel. Meskipun jelas bahwa setidaknya sebagian dari partikel masih harus melewati celah yang tersumbat. Seperti yang Anda lihat, tidak ada penjelasan yang dipertimbangkan tentang proses fisik yang dapat menahan kritik dari sudut pandang logis dan dari sudut pandang akal sehat. Dualisme gelombang sel yang dominan saat ini bahkan tidak memungkinkan seseorang untuk menahan interferensi. Sebuah foton tidak hanya menunjukkan sifat sel atau gelombang. Dia menunjukkan kepada mereka serentak, dan manifestasi ini saling mengecualikan satu sama lain. "Pendinginan" salah satu setengah gelombang segera mengubah foton menjadi partikel yang "tidak tahu bagaimana" membuat pola interferensi. Sebaliknya, dua celah terbuka mengubah foton menjadi dua setengah gelombang, yang kemudian, ketika digabungkan, berubah menjadi foton utuh, menunjukkan sekali lagi prosedur misterius untuk perwujudan gelombang.Eksperimen yang mirip dengan eksperimen celah ganda
Dalam percobaan dengan dua celah, agak sulit untuk secara eksperimental mengontrol lintasan "setengah" partikel, karena celahnya relatif dekat satu sama lain. Pada saat yang sama, ada eksperimen serupa tetapi lebih ilustratif yang memungkinkan foton "dipisahkan" di sepanjang dua lintasan yang dapat dibedakan dengan jelas. Dalam hal ini, absurditas gagasan bahwa sebuah foton secara bersamaan melewati dua saluran menjadi lebih jelas, di antaranya bisa ada jarak beberapa meter atau lebih. Percobaan semacam itu dapat dilakukan dengan menggunakan interferometer Mach-Zehnder. Efek yang diamati dalam kasus ini mirip dengan yang diamati dalam eksperimen celah ganda. Berikut adalah bagaimana Belinsky menggambarkan mereka: "Mari kita pertimbangkan percobaan dengan interferometer Mach-Zehnder (Gbr. 3). Kami menerapkan keadaan foton tunggal untuk itu dan pertama-tama menghapus pemisah berkas kedua yang terletak di depan fotodetektor. Detektor akan mendaftarkan jumlah foto tunggal baik dalam satu atau saluran lain, dan tidak pernah keduanya pada saat yang sama, karena hanya ada satu foton pada input.
Gbr.3. Skema interferometer Mach-Zehnder.
Mari kita kembalikan beam splitter. Probabilitas photocounts pada detektor dijelaskan oleh fungsi 1 + cos(Ф1 - 2), di mana 1 dan 2 adalah fase penundaan di lengan interferometer. Tanda tergantung pada detektor mana yang merekam. Fungsi harmonik ini tidak dapat direpresentasikan sebagai jumlah dari dua peluang (Ф1) + (Ф2). Akibatnya, setelah pemecah berkas pertama, foton hadir, seolah-olah, di kedua lengan interferometer secara bersamaan, meskipun pada tindakan pertama eksperimen itu hanya di satu lengan. Perilaku tidak biasa di ruang angkasa ini disebut nonlokalitas kuantum. Itu tidak dapat dijelaskan dari sudut pandang intuisi spasial biasa dari akal sehat, yang biasanya hadir dalam makrokosmos". Jika kedua jalur bebas untuk foton pada input, maka pada output foton berperilaku seperti dalam celah ganda. percobaan: ia dapat melewati cermin kedua hanya sepanjang satu jalur - mengganggu beberapa "salinan" sendiri, yang datang melalui jalur yang berbeda. Jika jalur kedua ditutup, maka foton datang sendiri dan melewati cermin kedua ke segala arah Versi serupa dari eksperimen dua celah dijelaskan oleh Penrose (deskripsinya sangat fasih, jadi kami akan memberikannya hampir secara lengkap): "Celah tidak harus terletak berdekatan satu sama lain agar foton dapat melewatinya secara bersamaan. Untuk memahami bagaimana partikel kuantum dapat "di dua tempat sekaligus" tidak peduli seberapa jauh jaraknya, pertimbangkan pengaturan eksperimental yang sedikit berbeda dari eksperimen celah ganda. Seperti sebelumnya, kami memiliki lampu yang memancarkan cahaya monokromatik, satu foton pada satu waktu; tetapi alih-alih melewatkan cahaya melalui dua celah, mari kita pantulkan dari cermin setengah perak yang condong ke balok pada sudut 45 derajat.
Gbr.4. Dua puncak fungsi gelombang tidak dapat dianggap hanya sebagai bobot probabilitas untuk lokalisasi foton di satu tempat atau tempat lain. Dua jalur yang diambil oleh foton dapat dibuat untuk saling mengganggu.
Setelah bertemu cermin, fungsi gelombang foton dibagi menjadi dua bagian, yang satu dipantulkan ke samping, dan yang kedua terus merambat ke arah yang sama di mana foton awalnya bergerak. Seperti halnya foton yang muncul dari dua celah, fungsi gelombang memiliki dua puncak, tetapi sekarang puncak ini dipisahkan oleh jarak yang lebih jauh - satu puncak menggambarkan foton yang dipantulkan, yang lain menggambarkan foton yang telah melewati cermin. Selain itu, seiring waktu, jarak antara puncak menjadi lebih besar dan lebih besar, meningkat tanpa batas. Bayangkan bahwa dua bagian dari fungsi gelombang ini pergi ke luar angkasa, dan kita menunggu selama satu tahun penuh. Maka kedua puncak fungsi gelombang foton tersebut akan berjarak satu tahun cahaya. Entah bagaimana, foton itu berakhir di dua tempat sekaligus, dipisahkan oleh jarak satu tahun cahaya! Apakah ada alasan untuk mengambil gambar seperti itu dengan serius? Tidak bisakah kita menganggap foton sebagai sesuatu yang memiliki peluang 50% berada di satu tempat dan 50% peluang berada di tempat lain! Tidak, Itu Tidak Mungkin! Tidak peduli berapa lama foton bergerak, selalu ada kemungkinan dua bagian berkas foton dapat dipantulkan kembali dan bertemu, sehingga menimbulkan efek interferensi yang tidak mungkin timbul dari bobot probabilitas kedua alternatif. Misalkan setiap bagian dari berkas foton bertemu dengan cermin perak penuh di jalurnya, dimiringkan sedemikian rupa sehingga menyatukan kedua bagian, dan cermin setengah perak lainnya ditempatkan pada titik pertemuan kedua bagian, dimiringkan di sudut yang sama dengan cermin pertama. Biarkan dua fotosel ditempatkan pada garis lurus sepanjang bagian mana dari berkas foton merambat (Gbr. 4). Apa yang akan kita temukan? Jika benar bahwa sebuah foton mengikuti satu rute dengan probabilitas 50% dan rute lainnya dengan probabilitas 50%, maka kita akan menemukan bahwa kedua detektor masing-masing akan mendeteksi sebuah foton dengan probabilitas 50%. Namun, sesuatu yang lain sebenarnya sedang terjadi. Jika dua rute alternatif sama panjangnya, maka dengan probabilitas 100% foton akan mengenai detektor A, yang terletak pada garis lurus di mana foton awalnya dipindahkan, dan dengan probabilitas 0 - ke detektor B lainnya. Dalam kata lain, foton andal akan memukul detektor TAPI! Tentu saja, eksperimen semacam itu belum pernah dilakukan untuk jarak orde satu tahun cahaya, tetapi hasil yang dirumuskan di atas tidak menimbulkan keraguan serius (bagi fisikawan yang menganut mekanika kuantum tradisional! ) Eksperimen jenis ini sebenarnya telah dilakukan untuk jarak dalam orde beberapa meter atau lebih, dan hasilnya sepenuhnya sesuai dengan prediksi mekanika kuantum. Apa yang sekarang dapat dikatakan tentang realitas keberadaan foton antara pertemuan pertama dan terakhir dengan cermin semi-pantul? Kesimpulan yang tak terhindarkan menunjukkan dirinya sendiri, yang menurutnya foton harus, dalam arti tertentu, benar-benar melewati kedua rute sekaligus! Karena jika layar penyerap ditempatkan pada jalur salah satu dari dua rute, maka peluang foton mengenai detektor A atau B akan sama! Tetapi jika kedua rute terbuka (keduanya sama panjang), maka foton hanya dapat mencapai A. Memblokir salah satu rute memungkinkan foton mencapai detektor B! Jika kedua rute terbuka, maka foton entah bagaimana "tahu" bahwa ia tidak boleh menabrak detektor B, dan karena itu ia terpaksa mengikuti dua rute sekaligus. Perhatikan juga bahwa pernyataan "terletak di dua tempat tertentu sekaligus" tidak sepenuhnya mencirikan keadaan foton: kita perlu membedakan keadaan t + ψ b, misalnya, dari keadaan t - ψ b (atau, misalnya, dari keadaan t + iψ b , di mana t dan b sekarang mengacu pada posisi foton pada masing-masing dari dua jalur (masing-masing "ditransmisikan" dan "dipantulkan"!). yang menentukan apakah foton akan mencapai detektor A dengan andal, melewati cermin setengah perak kedua, atau pasti akan mencapai detektor B (atau akan mengenai detektor A dan B dengan kemungkinan menengah.) Ini adalah fitur misterius dari realitas kuantum, yang terdiri dari fakta bahwa kita harus secara serius memperhitungkan bahwa sebuah partikel dapat "berada di dua tempat sekaligus" dalam berbagai cara ", berasal dari fakta bahwa kita harus menjumlahkan keadaan kuantum, menggunakan bobot bernilai kompleks untuk mendapatkan menyatakan kuantum. "Dan lagi, seperti yang kita lihat, bentuk matematika alisme harus meyakinkan kita, seolah-olah, partikel itu ada di dua tempat sekaligus. Itu adalah partikel, bukan gelombang. Untuk persamaan matematis yang menggambarkan fenomena ini, tentu saja, tidak ada klaim. Namun, interpretasi mereka dari sudut pandang akal sehat menyebabkan kesulitan serius dan membutuhkan penggunaan konsep "sihir", "keajaiban".
Penyebab pelanggaran interferensi - pengetahuan tentang jalur partikel
Salah satu pertanyaan utama dalam mempertimbangkan fenomena interferensi partikel kuantum adalah pertanyaan tentang penyebab pelanggaran interferensi. Bagaimana dan kapan pola interferensi muncul, secara umum, dapat dimengerti. Namun dalam kondisi yang diketahui ini, terkadang pola interferensi tidak muncul. Ada yang mencegahnya terjadi. Zarechny merumuskan pertanyaan ini dengan cara ini: "apa yang diperlukan untuk mengamati superposisi keadaan, pola interferensi? Jawaban atas pertanyaan ini cukup jelas: untuk mengamati superposisi, kita tidak harus menetapkan keadaan suatu objek. Kapan kita melihat sebuah elektron, kita menemukan bahwa ia melewati satu lubang ", atau melalui yang lain. Tidak ada superposisi dari kedua keadaan ini! Dan ketika kita tidak melihatnya, ia secara bersamaan melewati dua celah, dan distribusinya pada layarnya sama sekali tidak sama seperti saat kita melihatnya!". Artinya, pelanggaran interferensi terjadi karena adanya pengetahuan tentang lintasan partikel. Jika kita mengetahui lintasan partikel, maka pola interferensi tidak muncul. Bacciagaluppi menarik kesimpulan serupa: ada situasi di mana istilah interferensi tidak diamati, mis. di mana rumus klasik untuk menghitung probabilitas beroperasi. Ini terjadi ketika kami melakukan deteksi celah, terlepas dari keyakinan kami bahwa pengukuran disebabkan oleh runtuhnya fungsi gelombang "sebenarnya" (yaitu hanya satu komponen diukur dan meninggalkan jejak di layar). Selain itu, tidak hanya pengetahuan yang diperoleh tentang status sistem yang melanggar interferensi, tetapi bahkan potensi kemampuan untuk memperoleh pengetahuan ini merupakan penyebab gangguan yang luar biasa. Bukan pengetahuan itu sendiri, tetapi fundamental kemungkinan cari tahu di masa depan keadaan partikel menghancurkan interferensi. Hal ini ditunjukkan dengan sangat jelas oleh eksperimen Tsypenyuk: "Seberkas atom rubidium ditangkap dalam perangkap magneto-optik, didinginkan dengan laser, dan kemudian awan atom dilepaskan dan jatuh di bawah aksi medan gravitasi. Sebenarnya , difraksi atom pada kisi difraksi sinusoidal terjadi, mirip dengan bagaimana cahaya difraksi pada gelombang ultrasonik dalam cairan. Sinar datang A (kecepatannya di daerah interaksi hanya 2 m/s) pertama dipecah menjadi dua balok B dan C , kemudian mengenai kisi cahaya kedua, setelah itu terbentuk dua pasang sinar (D, E) dan (F, G). Kedua pasang sinar yang tumpang tindih di medan jauh ini membentuk pola interferensi standar yang sesuai dengan difraksi atom oleh dua celah yang terletak pada jarak d sama dengan divergensi transversal balok sepanjang setelah kisi pertama. Selama percobaan, atom-atom itu "ditandai" dan seharusnya menentukan dari tanda ini dengan tepat lintasan mana yang mereka pindahkan sebelum pembentukan pola interferensi: keadaan elektronik |2> dan |3>: balok B mengandung sebagian besar atom dalam keadaan |2>, balok C - atom dalam keadaan |3>. Harus ditekankan sekali lagi bahwa praktis tidak ada perubahan momentum atom yang terjadi selama prosedur pelabelan tersebut.Ketika radiasi gelombang mikro, yang menandai atom dalam mengganggu balok, dihidupkan, pola interferensi benar-benar hilang.Harus ditekankan bahwa informasi itu tidak dibaca, tidak ditentukan secara internal. keadaan elektroniknya. Informasi tentang lintasan atom hanya dicatat, atom ingat ke arah mana mereka bergerak ". Jadi, kita melihat bahwa bahkan penciptaan kemungkinan potensial untuk menentukan lintasan partikel yang mengganggu menghancurkan pola interferensi. Sebuah partikel tidak hanya tidak dapat secara bersamaan menunjukkan gelombang dan sifat sel, tetapi sifat-sifat ini bahkan tidak kompatibel sebagian: baik partikel berperilaku sepenuhnya seperti gelombang, atau sepenuhnya seperti partikel terlokalisasi. Jika kita "menyesuaikan" partikel sebagai sel darah, mengaturnya ke beberapa karakteristik keadaan sel darah, maka ketika melakukan percobaan untuk mengungkapkan sifat gelombangnya, semua pengaturan kita akan dihancurkan. Perhatikan bahwa fitur interferensi yang menakjubkan ini tidak bertentangan dengan logika atau akal sehat.Fisika kuantosentris dan Wheeler
Di pusat sistem mekanika kuantum modernitas, ada kuantum, dan di sekitarnya, seperti dalam sistem geosentris Ptolemy, bintang kuantum dan Matahari kuantum berotasi. Deskripsi dari eksperimen mekanika kuantum yang paling, mungkin, paling sederhana menunjukkan bahwa matematika teori kuantum adalah sempurna, meskipun deskripsi fisika sebenarnya dari proses sama sekali tidak ada di dalamnya. Protagonis teori adalah kuantum hanya di atas kertas, dalam formula ia memiliki sifat kuantum, partikel. Namun, dalam eksperimen, ia sama sekali tidak berperilaku seperti partikel. Dia menunjukkan kemampuan untuk membagi menjadi dua bagian. Dia terus-menerus diberkahi dengan berbagai sifat mistik dan bahkan dibandingkan dengan karakter dongeng: "Selama ini foton adalah "naga berasap besar" yang hanya tajam di ekornya (di pemecah sinar 1) dan di tunggangannya di mana ia menggigit detektor" (Wheeler). Bagian-bagian ini, bagian dari "naga besar bernapas api" Wheeler tidak pernah ditemukan oleh siapa pun, dan sifat-sifat yang seharusnya dimiliki oleh bagian kuantum ini, bertentangan dengan teori kuantum. Di sisi lain, kuanta tidak berperilaku seperti gelombang. Ya, mereka tampaknya "tahu bagaimana berantakan" menjadi beberapa bagian. Tetapi selalu, pada setiap upaya untuk mendaftarkannya, mereka langsung bergabung menjadi satu gelombang, yang tiba-tiba berubah menjadi partikel yang runtuh menjadi satu titik. Selain itu, upaya untuk memaksa partikel hanya menunjukkan gelombang atau hanya sifat selnya gagal. Variasi yang menarik dari eksperimen interferensi yang membingungkan adalah eksperimen pilihan tertunda Wheeler:
Gbr.5. Pilihan Dasar Tertunda
1. Sebuah foton (atau partikel kuantum lainnya) dikirim menuju dua celah. 2. Sebuah foton melewati celah tanpa diamati (terdeteksi), melalui satu celah, atau celah lainnya, atau melalui kedua celah (secara logis, ini semua kemungkinan alternatif). Untuk mendapatkan interferensi, kita asumsikan bahwa "sesuatu" harus melewati kedua celah; Untuk mendapatkan distribusi partikel, kita asumsikan bahwa foton harus melewati salah satu celah atau celah lainnya. Apa pun pilihan yang dibuat foton, ia "harus" membuatnya saat melewati celah. 3. Setelah melewati celah, foton bergerak menuju dinding belakang. Kami memiliki dua cara berbeda untuk mendeteksi foton di "dinding belakang". 4. Pertama, kami memiliki layar (atau sistem deteksi lainnya yang mampu membedakan koordinat horizontal foton datang, tetapi tidak dapat menentukan dari mana foton berasal). Perisai dapat dilepas seperti yang ditunjukkan oleh panah putus-putus. Itu dapat dihapus dengan cepat, sangat cepat, Setelah itu karena foton telah melewati dua celah, tetapi sebelum foton mencapai bidang layar. Dengan kata lain, layar dapat dihapus selama interval waktu ketika foton bergerak ke wilayah 3. Atau kita dapat membiarkan layar di tempatnya. Ini adalah pilihan eksperimen, yang ditunda sampai saat foton melewati celah (2), bagaimanapun caranya. 5. Jika layar dilepas, kami menemukan dua teleskop. Teleskop sangat terfokus untuk mengamati hanya wilayah sempit ruang di sekitar hanya satu celah masing-masing. Teleskop kiri mengamati celah kiri; teleskop kanan mengamati celah kanan. (Mekanisme/metafora teleskop memastikan bahwa jika kita melihat melalui teleskop, kita hanya akan melihat kilatan cahaya jika foton telah melewati - seluruhnya atau setidaknya sebagian - melalui celah di mana teleskop difokuskan; jika tidak, kita Jadi ketika kita mengamati foton dengan teleskop, kita mendapatkan informasi "ke arah mana" tentang foton yang masuk.) Sekarang bayangkan bahwa foton sedang menuju daerah 3. Foton telah melewati celah. Kami masih memiliki opsi untuk memilih, misalnya, membiarkan layar tetap di tempatnya; dalam hal ini, kita tidak tahu melalui celah mana foton lewat. Atau kita dapat memutuskan untuk menghapus layar. Jika kita melepas layar, kita berharap melihat kilatan di salah satu teleskop atau yang lain (atau keduanya, meskipun ini tidak pernah terjadi) untuk setiap foton yang dikirim. Mengapa? Karena foton harus melewati salah satu, atau melalui yang lain, atau melalui kedua celah. Ini menghabiskan semua kemungkinan. Saat mengamati teleskop, kita akan melihat salah satu dari yang berikut: kilatan di teleskop kiri dan tidak ada kilatan di teleskop kanan, yang menunjukkan bahwa foton melewati celah kiri; atau kilatan di teleskop kanan dan tidak ada kilatan di teleskop kiri, menunjukkan bahwa foton melewati celah kanan; atau kilatan samar setengah intensitas dari kedua teleskop, menunjukkan bahwa foton melewati kedua celah. Ini semua kemungkinan. Mekanika kuantum memberi tahu kita apa yang akan kita dapatkan di layar: kurva 4r, yang persis seperti interferensi dua gelombang simetris yang datang dari celah kita. Mekanika kuantum juga mengatakan bahwa ketika kita mengamati foton dengan teleskop, kita mendapatkan: kurva 5r, yang persis sesuai dengan partikel titik yang telah melewati satu atau beberapa celah dan menabrak teleskop yang sesuai. Mari kita perhatikan perbedaan dalam konfigurasi pengaturan eksperimental kita, ditentukan oleh pilihan kita. Jika kita memilih untuk membiarkan layar di tempatnya, kita mendapatkan distribusi partikel yang sesuai dengan interferensi dua gelombang celah hipotetis. Kita dapat mengatakan (walaupun dengan sangat enggan) bahwa foton bergerak dari sumbernya ke layar melalui kedua celah. Di sisi lain, jika kita memilih untuk menghilangkan layar, kita memperoleh distribusi partikel yang konsisten dengan dua maksimum yang kita peroleh jika kita mengamati pergerakan partikel titik dari sumber melalui salah satu celah ke teleskop yang sesuai. Partikel itu "muncul" (kita melihat kilatan cahaya) di satu teleskop atau yang lain, tetapi tidak di titik lain di antaranya sepanjang arah layar. Kesimpulannya, kami membuat pilihan - apakah akan mengetahui celah mana yang dilewati partikel - dengan memilih atau tidak memilih menggunakan teleskop untuk pendeteksian. Kami menunda pilihan ini sampai saatnya tiba Setelah itu bagaimana partikel "melewati salah satu celah, atau kedua celah," bisa dikatakan. Tampaknya paradoks bahwa pilihan kita yang terlambat untuk menerima informasi tersebut atau tidak sebenarnya menentukan, sehingga untuk berbicara, apakah partikel melewati satu celah atau melalui keduanya. Jika Anda lebih suka berpikir seperti itu (dan saya tidak merekomendasikannya), partikel menunjukkan perilaku gelombang setelah Anda memilih untuk menggunakan layar; juga partikel menunjukkan perilaku setelah fakta sebagai objek titik jika Anda memilih untuk menggunakan teleskop. Jadi, pilihan kita yang tertunda tentang bagaimana mendaftarkan sebuah partikel tampaknya akan menentukan bagaimana partikel itu sebenarnya berperilaku sebelum registrasi.
(Ross Rhodes, Eksperimen Pilihan Tertunda Klasik Wheeler, diterjemahkan oleh P. V. Kurakin,
http://quantum3000.narod.ru/translations/dc_wheeler.htm). Ketidakkonsistenan model kuantum membutuhkan pertanyaan "Mungkinkah ia masih berputar?" Apakah model dualisme gelombang sel sesuai dengan kenyataan? Tampaknya kuantum bukanlah partikel atau gelombang.
Mengapa bola memantul?
Tetapi mengapa kita harus menganggap teka-teki interferensi sebagai teka-teki utama fisika? Ada banyak misteri dalam fisika, dalam ilmu-ilmu lain dan dalam kehidupan. Apa istimewanya interferensi? Di dunia di sekitar kita, ada banyak fenomena yang hanya sekilas tampak dapat dimengerti, dijelaskan. Tetapi ada baiknya untuk melangkah selangkah demi selangkah melalui penjelasan ini, karena semuanya menjadi bingung, jalan buntu muncul. Mengapa mereka lebih buruk daripada gangguan, kurang misterius? Pertimbangkan, misalnya, fenomena yang begitu akrab yang ditemui setiap orang dalam hidup: pantulan bola karet yang dilemparkan ke aspal. Mengapa dia terpental ketika dia menabrak aspal? Jelas, saat menabrak aspal, bola berubah bentuk dan terkompresi. Pada saat yang sama, tekanan gas di dalamnya meningkat. Dalam upaya meluruskan, mengembalikan bentuknya, bola menekan aspal dan menolaknya. Tampaknya, itu saja, alasan lompatan telah diklarifikasi. Namun, mari kita lihat lebih dekat. Untuk kesederhanaan, kami mengabaikan proses kompresi gas dan pemulihan bentuk bola. Langsung saja ke pertimbangan proses pada titik kontak antara bola dan aspal. Bola memantul dari aspal, karena dua titik (di aspal dan di atas bola) berinteraksi: masing-masing saling menekan, menolaknya. Tampaknya semuanya sederhana di sini. Tetapi marilah kita bertanya pada diri kita sendiri: tekanan apa ini? Bagaimana kelihatannya"? Mari kita mempelajari struktur molekul materi. Molekul karet tempat bola dibuat dan molekul batu di aspal saling menekan, artinya, mereka cenderung saling mendorong. Dan sekali lagi, semuanya tampak sederhana, tetapi muncul pertanyaan baru: apa penyebab, sumber fenomena "kekuatan", yang memaksa setiap molekul untuk menjauh, mengalami paksaan untuk bergerak dari "saingan"? Rupanya, atom dari molekul karet ditolak dari atom yang membentuk batu. Jika lebih pendek, lebih sederhana, maka satu atom ditolak dari yang lain. Dan lagi: kenapa? Mari kita beralih ke struktur atom materi. Atom terdiri dari inti dan kulit elektron. Mari kita sederhanakan lagi masalahnya dan asumsikan (cukup masuk akal) bahwa atom ditolak baik oleh kulitnya atau oleh inti atomnya, sebagai jawaban atas pertanyaan baru: bagaimana tepatnya tolakan ini terjadi? Misalnya, kulit elektron dapat tolak menolak karena muatan listriknya yang identik, karena muatan yang sejenis tolak menolak. Dan lagi: kenapa? Bagaimana ini terjadi? Apa yang menyebabkan dua elektron, misalnya, saling tolak? Kita perlu melangkah lebih jauh dan lebih jauh ke kedalaman struktur materi. Tapi sudah di sini cukup terlihat bahwa salah satu penemuan kami, penjelasan baru apa pun fisik mekanisme tolakan akan semakin menjauh, seperti cakrawala, meskipun deskripsi matematis formal akan selalu akurat dan jelas. Namun kita akan selalu melihat bahwa ketidakhadiran itu fisik deskripsi mekanisme tolakan tidak membuat mekanisme ini, model perantaranya, tidak masuk akal, tidak logis, bertentangan dengan akal sehat. Mereka agak disederhanakan, tidak lengkap, tapi logis, masuk akal, bermakna. Inilah perbedaan antara penjelasan interferensi dan penjelasan banyak fenomena lainnya: deskripsi interferensi pada intinya tidak logis, tidak wajar, dan bertentangan dengan akal sehat.Keterikatan kuantum, nonlokalitas, realisme lokal Einstein
Pertimbangkan fenomena lain yang dianggap bertentangan dengan akal sehat. Ini adalah salah satu misteri alam yang paling menakjubkan - keterjeratan kuantum (efek keterjeratan, keterjeratan, ketidakterpisahan, non-lokalitas). Inti dari fenomena ini adalah bahwa dua partikel kuantum setelah interaksi dan pemisahan berikutnya (memisahkan mereka ke dalam wilayah ruang yang berbeda) mempertahankan semacam hubungan informasi satu sama lain. Contoh paling terkenal dari hal ini adalah apa yang disebut paradoks EPR. Pada tahun 1935, Einstein, Podolsky dan Rosen mengungkapkan gagasan bahwa, misalnya, dua foton terikat dalam proses pemisahan (ekspansi) mempertahankan kemiripan seperti koneksi informasi. Dalam hal ini, keadaan kuantum dari satu foton, misalnya, polarisasi atau putaran, dapat langsung ditransfer ke foton lain, yang dalam hal ini menjadi analog dari yang pertama dan sebaliknya. Melakukan pengukuran pada satu partikel, kita langsung menentukan keadaan partikel lain, tidak peduli seberapa jauh partikel ini dari satu sama lain. Dengan demikian, hubungan antar partikel pada dasarnya non-lokal. Fisikawan Rusia Doronin merumuskan esensi nonlokalitas mekanika kuantum sebagai berikut: "Mengenai apa yang dimaksud dengan nonlokalitas dalam QM, dalam komunitas ilmiah, saya percaya, ada beberapa pendapat yang disepakati tentang masalah ini. realisme lokal (sering disebut sebagai prinsip lokalitas Einstein.) Prinsip realisme lokal menyatakan bahwa jika dua sistem A dan B terpisah secara spasial, maka dalam deskripsi lengkap realitas fisik, tindakan yang dilakukan pada sistem A seharusnya tidak mengubah sifat sistem B." Perhatikan bahwa posisi utama realisme lokal dalam interpretasi di atas adalah penolakan terhadap pengaruh timbal balik dari sistem yang terpisah secara spasial satu sama lain. Posisi utama realisme lokal Einstein adalah ketidakmungkinan pengaruh dua sistem yang terpisah secara spasial satu sama lain. Einstein, dalam paradoks EPR yang dijelaskan, mengasumsikan ketergantungan tidak langsung dari keadaan partikel. Ketergantungan ini terbentuk pada saat keterikatan partikel dan bertahan sampai akhir percobaan. Artinya, keadaan partikel acak muncul pada saat pemisahannya. Di masa depan, mereka menyelamatkan keadaan yang diperoleh dengan keterjeratan, dan keadaan ini "disimpan" dalam beberapa elemen realitas fisik, dijelaskan oleh "parameter tambahan", karena pengukuran pada sistem spasi tidak dapat saling mempengaruhi: "Tetapi satu asumsi menurut saya tak terbantahkan. Keadaan sebenarnya (keadaan) dari sistem S 2 tidak tergantung pada apa yang dilakukan dengan sistem S 1 ", yang secara spasial terpisah darinya." operasi pada sistem pertama, tidak ada perubahan nyata yang dapat diperoleh pada yang kedua "Namun, pada kenyataannya, pengukuran dalam sistem yang saling berjauhan entah bagaimana saling mempengaruhi. Aspek lain menggambarkan pengaruh ini sebagai berikut:" i. Foton 1 , yang tidak memiliki polarisasi yang jelas sebelum pengukurannya, memperoleh polarisasi yang terkait dengan hasil yang diperoleh selama pengukurannya: ini tidak mengejutkan. ii. Ketika pengukuran pada 1 dilakukan, sebuah foton 2 yang tidak memiliki polarisasi tertentu sebelum pengukuran ini diproyeksikan menjadi keadaan polarisasi yang sejajar dengan hasil pengukuran pada 1 . Ini sangat mengejutkan karena perubahan deskripsi 2 ini terjadi seketika, terlepas dari jarak antara 1 dan 2 pada saat pengukuran pertama. Gambar ini bertentangan dengan relativitas. Menurut Einstein, suatu peristiwa dalam suatu wilayah ruang-waktu tertentu tidak dapat dipengaruhi oleh suatu peristiwa dalam ruang-waktu yang dipisahkan oleh suatu interval seperti ruang. Tidaklah bijaksana untuk mencoba menemukan gambar yang lebih dapat diterima untuk "memahami" korelasi EPR. Ini adalah gambaran yang kita pertimbangkan sekarang." Gambar ini disebut "nonlocality". pengukuran menyebar satu sama lain dengan kecepatan superluminal, tetapi dengan demikian tidak ada transfer informasi antar partikel. teori relativitas. Informasi (bersyarat) yang ditransmisikan antara Partikel EPR kadang-kadang disebut "informasi kuantum". Jadi, nonlokalitas adalah fenomena yang bertentangan dengan realisme lokal (lokalisme) Einstein. Pada saat yang sama, hanya satu hal yang diterima begitu saja untuk realisme lokal: tidak adanya informasi tradisional (relativistik) yang ditransmisikan dari satu partikel ke partikel lainnya. untuk berbicara tentang "aksi hantu di kejauhan," sebagaimana Einstein menyebutnya. Mari kita lihat lebih dekat "tindakan jangka panjang" ini sejauh mana bertentangan dengan teori relativitas khusus dan realisme lokal itu sendiri. Pertama, "aksi jarak jauh hantu" tidak lebih buruk dari "non-lokalitas" mekanika kuantum. Memang, tidak ada transfer informasi relativistik (kecepatan sub-cahaya) seperti itu, baik di sana maupun di sana. Oleh karena itu, "aksi jarak jauh" tidak bertentangan dengan teori relativitas khusus seperti halnya "non-lokalitas". Kedua, hantu "aksi jarak jauh" tidak lebih menakutkan daripada "nonlokalitas" kuantum. Memang, apa inti dari nonlokalitas? Dalam "keluar" ke tingkat realitas lain? Tetapi ini tidak mengatakan apa-apa, tetapi hanya memungkinkan untuk berbagai interpretasi mistik dan ilahi yang diperluas. Tidak masuk akal dan detail fisik deskripsi (dan terlebih lagi, penjelasan) nonlocality tidak. Hanya ada pernyataan fakta sederhana: dua dimensi berkorelasi. Dan apa yang bisa dikatakan tentang "aksi hantu" Einstein di kejauhan? Ya, hal yang persis sama: tidak ada deskripsi fisik yang masuk akal dan terperinci, pernyataan fakta sederhana yang sama: dua dimensi terhubung bersama. Pertanyaannya sebenarnya bermuara pada terminologi: non-lokalitas atau aksi hantu di kejauhan. Dan pengakuan bahwa tidak ada yang secara formal bertentangan dengan teori relativitas khusus. Tapi ini berarti tidak lebih dari konsistensi realisme lokal (lokalisme) itu sendiri. Pernyataan utamanya, yang dirumuskan oleh Einstein, tentu saja tetap valid: dalam pengertian relativistik, tidak ada interaksi antara sistem S 2 dan S 1, hipotesis "tindakan jarak jauh hantu" tidak menimbulkan kontradiksi sedikit pun ke dalam realisme lokal Einstein . Akhirnya, upaya untuk menolak "aksi hantu di kejauhan" dalam realisme lokal secara logis membutuhkan sikap yang sama terhadap rekanan mekanika kuantumnya - nonlokalitas. Jika tidak, itu menjadi standar ganda, pendekatan ganda yang tidak berdasar pada dua teori ("Apa yang diizinkan untuk Jupiter tidak diizinkan untuk banteng"). Tidak mungkin pendekatan seperti itu layak mendapat pertimbangan serius. Dengan demikian, hipotesis realisme lokal (lokalisme) Einstein harus dirumuskan dalam bentuk yang lebih lengkap: “Keadaan nyata sistem S 2 dalam pengertian relativistik tidak tergantung pada apa yang dilakukan dengan sistem S 1 " yang terpisah secara spasial darinya. Mengingat koreksi kecil tapi penting ini, semua referensi ke pelanggaran "ketidaksetaraan Bell" (lihat ), sebagai argumen yang menyangkal realisme lokal Einstein, yang melanggarnya dengan sukses yang sama seperti mekanika kuantum... Seperti yang kita lihat, dalam mekanika kuantum esensi fenomena nonlokalitas dijelaskan oleh tanda-tanda eksternal, tetapi mekanisme internalnya tidak dijelaskan, yang menjadi dasar pernyataan Einstein tentang ketidaklengkapan mekanika kuantum penjelasan sederhana yang tidak bertentangan dengan logika atau akal sehat. Karena dua partikel kuantum berperilaku seolah-olah mereka "tahu" tentang keadaan satu sama lain, mengirimkan beberapa informasi yang sulit dipahami satu sama lain, orang dapat berhipotesis bahwa transfer dilakukan oleh beberapa pembawa "murni materi" ( bukan materi.) Pertanyaan ini memiliki latar belakang filosofis yang mendalam, berkaitan dengan dasar-dasar realitas, yaitu bahwa substansi utama dari mana seluruh dunia kita diciptakan. Sebenarnya, zat ini harus disebut materi, memberinya sifat-sifat yang mengecualikan pengamatan langsungnya. Seluruh dunia sekitarnya ditenun dari materi, dan kita dapat mengamatinya hanya dengan berinteraksi dengan kain ini, turunan materi: materi, bidang. Tanpa masuk ke rincian hipotesis ini, kami hanya menekankan bahwa penulis mengidentifikasi materi dan eter, menganggap mereka dua nama untuk zat yang sama. Mustahil untuk menjelaskan struktur dunia, menolak prinsip dasar - materi, karena diskrit materi itu sendiri bertentangan dengan logika dan akal sehat. Tidak ada jawaban yang masuk akal dan logis untuk pertanyaan: apa yang ada di antara diskrit materi, jika materi adalah prinsip dasar dari semua yang ada. Oleh karena itu, asumsi bahwa materi memiliki sifat, muncul sebagai interaksi instan dari objek material yang jauh, cukup logis dan konsisten. Dua partikel kuantum berinteraksi satu sama lain pada tingkat yang lebih dalam - yang material, saling menyampaikan informasi yang lebih halus dan sulit dipahami pada tingkat material, yang tidak terkait dengan material, medan, gelombang, atau pembawa lainnya, dan pendaftarannya adalah langsung secara fundamental tidak mungkin. Fenomena nonlocality (nonseparability), meskipun tidak memiliki deskripsi fisik (penjelasan) yang eksplisit dan jelas dalam fisika kuantum, namun dapat diakses untuk dipahami dan dijelaskan sebagai proses nyata. Dengan demikian, interaksi partikel terjerat, secara umum, tidak bertentangan dengan logika atau akal sehat dan memungkinkan, meskipun penjelasan yang fantastis, tetapi lebih harmonis.teleportasi kuantum
Manifestasi lain yang menarik dan paradoks dari sifat kuantum materi adalah teleportasi kuantum. Istilah "teleportasi", yang diambil dari fiksi ilmiah, sekarang banyak digunakan dalam literatur ilmiah dan sekilas memberi kesan sesuatu yang tidak nyata. Teleportasi kuantum berarti transfer seketika keadaan kuantum dari satu partikel ke partikel lain yang jauh. Namun, dalam teleportasi partikel itu sendiri, perpindahan massa tidak terjadi dalam kasus ini. Pertanyaan tentang teleportasi kuantum pertama kali diajukan pada tahun 1993 oleh kelompok Bennett, yang, dengan menggunakan paradoks EPR, menunjukkan bahwa, pada prinsipnya, partikel-partikel yang terhubung (terjerat) dapat berfungsi sebagai semacam "transportasi" informasi. Dengan melampirkan ketiga - "informasi" - partikel ke salah satu partikel yang digabungkan, adalah mungkin untuk mentransfer sifat-sifatnya ke yang lain, dan bahkan tanpa mengukur sifat-sifat ini. Implementasi saluran EPR dilakukan secara eksperimental, dan kelayakan prinsip EPR dalam praktik terbukti untuk transmisi status polarisasi antara dua foton melalui serat optik melalui sepertiga pada jarak hingga 10 kilometer. Menurut hukum mekanika kuantum, foton tidak memiliki nilai polarisasi yang tepat sampai diukur oleh detektor. Dengan demikian, pengukuran mengubah himpunan semua kemungkinan polarisasi foton menjadi nilai acak tetapi sangat spesifik. Mengukur polarisasi satu foton dari pasangan terjerat mengarah pada fakta bahwa foton kedua, tidak peduli seberapa jauhnya, langsung muncul polarisasi yang sesuai - tegak lurus dengannya. Jika salah satu dari dua foton awal "dicampur" dengan foton asing, pasangan baru terbentuk, sistem kuantum terikat baru. Setelah mengukur parameternya, dimungkinkan untuk secara instan mentransmisikan sejauh yang Anda suka - untuk berteleportasi - arah polarisasi tidak lagi asli, tetapi foton asing. Pada prinsipnya, hampir semua yang terjadi pada satu foton dari pasangan harus langsung mempengaruhi yang lain, mengubah sifat-sifatnya dengan cara yang sangat pasti. Sebagai hasil pengukuran, foton kedua dari pasangan terikat asli juga memperoleh beberapa polarisasi tetap: salinan keadaan awal "foton pembawa pesan" ditransmisikan ke foton jarak jauh. Bagian tersulit adalah membuktikan bahwa keadaan kuantum memang diteleportasi: ini membutuhkan pengetahuan yang tepat bagaimana detektor diatur ketika mengukur polarisasi keseluruhan, dan perlu untuk menyinkronkannya dengan hati-hati. Skema sederhana teleportasi kuantum dapat dibayangkan sebagai berikut. Alice dan Bob (karakter bersyarat) dikirimi satu foton dari sepasang foton yang terjerat. Alice memiliki partikel (foton) dalam keadaan (tidak diketahui olehnya) A; foton dari pasangan dan foton Alice berinteraksi ("terjerat"), Alice melakukan pengukuran dan menentukan keadaan sistem dua foton yang dia miliki. Secara alami, keadaan awal A foton Alice dihancurkan dalam kasus ini. Namun, sebuah foton dari sepasang foton terjerat, yang berakhir di Bob, masuk ke keadaan A. Pada prinsipnya, Bob bahkan tidak tahu bahwa tindakan teleportasi telah terjadi, jadi Alice perlu mengiriminya informasi tentang hal ini. dengan cara biasa. Secara matematis, dalam bahasa mekanika kuantum, fenomena ini dapat digambarkan sebagai berikut. Skema perangkat untuk teleportasi ditunjukkan pada gambar:
Gbr.6. Skema instalasi untuk implementasi teleportasi kuantum keadaan foton
"Keadaan awal ditentukan oleh ekspresi:
Di sini diasumsikan bahwa dua qubit pertama (dari kiri ke kanan) milik Alice, dan qubit ketiga milik Bob. Selanjutnya, Alice melewati dua qubitnya CNOT-gerbang. Dalam hal ini, keadaan |Ψ 1 > diperoleh:
Alice kemudian melewati qubit pertama melalui gerbang Hadamard. Akibatnya, status qubit yang dipertimbangkan |Ψ 2 > akan terlihat seperti:
Mengelompokkan kembali suku-suku dalam (10.4), dengan mengamati urutan pemilihan qubit yang dimiliki oleh Alice dan Bob, kita mendapatkan:
Ini menunjukkan bahwa jika, misalnya, Alice melakukan pengukuran status pasangan qubitnya dan mendapatkan 00 (yaitu, M 1 = 0, M 2 = 0), maka qubit Bob akan berada dalam status |Ψ>, yaitu adalah, dalam keadaan itu Alice ingin memberikan kepada Bob. Dalam kasus umum, tergantung pada hasil pengukuran Alice, status qubit Bob setelah proses pengukuran akan ditentukan oleh salah satu dari empat kemungkinan status:
Namun, untuk mengetahui yang mana dari empat keadaan qubitnya, Bob harus memperoleh informasi klasik tentang hasil pengukuran Alice. Segera setelah Bob mengetahui hasil pengukuran Alice, ia dapat memperoleh status qubit asli Alice |Ψ> dengan melakukan operasi kuantum yang sesuai dengan skema (10.6). Jadi jika Alice mengatakan kepadanya bahwa hasil pengukurannya adalah 00, maka Bob tidak perlu melakukan apa pun dengan qubitnya - itu dalam keadaan |Ψ>, yaitu, hasil transmisi telah tercapai. Jika pengukuran Alice memberikan hasil 01, maka Bob harus bertindak pada qubitnya dengan sebuah gerbang X. Jika pengukuran Alice memberikan 10, maka Bob harus menerapkan gerbang Z. Akhirnya, jika hasilnya 11, maka Bob harus bertindak di gerbang X*Z untuk mendapatkan status yang ditransmisikan |Ψ>. Rangkaian kuantum total yang menggambarkan fenomena teleportasi ditunjukkan pada gambar. Ada sejumlah keadaan untuk fenomena teleportasi, yang harus dijelaskan dengan mempertimbangkan prinsip-prinsip fisik umum. Misalnya, seseorang mungkin mendapat kesan bahwa teleportasi memungkinkan transfer keadaan kuantum secara instan dan, oleh karena itu, lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Pernyataan ini bertentangan langsung dengan teori relativitas. Namun dalam fenomena teleportasi tidak ada kontradiksi dengan teori relativitas, karena untuk melakukan teleportasi, Alice harus mengirimkan hasil pengukurannya melalui saluran komunikasi klasik, dan teleportasi tidak mengirimkan informasi apapun”. teleportasi secara jelas dan logis mengikuti dari formalisme mekanika kuantum. Jelas bahwa dasar dari fenomena ini, "intinya" adalah keterjeratan. Oleh karena itu, teleportasi adalah logis seperti keterjeratan, ia dengan mudah dan sederhana dijelaskan secara matematis, tanpa menimbulkan kontradiksi dengan logika atau akal sehat.
Pertidaksamaan Bell
ada referensi yang tidak berdasar pada pelanggaran "ketidaksetaraan Bell" sebagai argumen yang menentang realisme lokal Einstein, yang melanggarnya sama seperti mekanika kuantum. Artikel DS Bell tentang paradoks EPR adalah sanggahan matematis yang meyakinkan atas argumen Einstein tentang ketidaklengkapan mekanika kuantum dan ketentuan yang disebut "realisme lokal" yang dirumuskan olehnya. Sejak makalah ini diterbitkan pada tahun 1964 hingga hari ini, argumen Bell, yang lebih dikenal dalam bentuk "ketidaksetaraan Bell", telah menjadi argumen paling umum dan utama dalam perselisihan antara gagasan tentang nonlokalitas mekanika kuantum dan a seluruh kelas teori berdasarkan "variabel tersembunyi" atau "parameter tambahan". Pada saat yang sama, keberatan Bell harus dianggap sebagai kompromi antara teori relativitas khusus dan fenomena keterjeratan yang diamati secara eksperimental, yang memiliki semua tanda yang terlihat dari ketergantungan seketika dari dua sistem yang terpisah satu sama lain. Kompromi ini sekarang dikenal sebagai non-locality atau non-separability. Nonlocality sebenarnya menyangkal ketentuan teori probabilitas tradisional pada peristiwa dependen dan independen dan mendukung ketentuan baru - probabilitas kuantum, aturan kuantum untuk menghitung probabilitas kejadian (penambahan amplitudo probabilitas), logika kuantum. Kompromi semacam itu menjadi dasar munculnya pandangan mistis tentang alam. Pertimbangkan kesimpulan Bell yang sangat menarik dari analisis paradoks EPR: "Dalam teori kuantum dengan parameter tambahan, untuk menentukan hasil pengukuran individu tanpa mengubah prediksi statistik, harus ada mekanisme di mana pengaturan satu alat pengukur dapat mempengaruhi pembacaan instrumen lain yang jauh Selain itu, sinyal yang terlibat harus menyebar secara instan, sehingga teori semacam itu tidak dapat menjadi invarian Lorentz." Baik Einstein dan Bell mengecualikan interaksi superluminal antara partikel. Namun, argumen Einstein tentang "parameter tambahan" dibantah secara meyakinkan oleh Bell, meskipun harus mengakui semacam "mekanisme penyetelan" superluminal. Untuk mempertahankan invarian Lorentz teori, dua cara dilihat: mengenali mistisisme nonlokalitas, atau ... keberadaan zat immaterial yang mengikat partikel. Asumsi transmisi seketika dari "informasi kuantum" yang sejauh ini sulit dipahami dan tidak terdaftar secara eksperimental memungkinkan untuk meninggalkan mistisisme demi logika dan akal sehat dan validitas teori relativitas khusus. Meski penjelasannya secara keseluruhan terlihat fantastis.Kontradiksi antara mekanika kuantum dan SRT
Dikatakan di atas tentang pengakuan formal tidak adanya kontradiksi antara mekanika kuantum - fenomena nonlokalitas, keterjeratan dan teori relativitas khusus. Namun, fenomena keterjeratan tetap memungkinkan pada prinsipnya untuk mengatur eksperimen yang dapat secara eksplisit menunjukkan bahwa jam yang bergerak relatif satu sama lain adalah sinkron. Ini berarti bahwa pernyataan SRT bahwa jam yang bergerak berada di belakang adalah salah. Ada alasan bagus untuk percaya bahwa ada kontradiksi yang tidak dapat direduksi antara teori kuantum dan relativitas khusus mengenai laju transmisi interaksi dan nonlokalitas kuantum. Posisi teori kuantum tentang instannya keruntuhan vektor keadaan bertentangan dengan postulat SRT tentang tingkat terbatas transmisi interaksi, karena ada cara untuk menggunakan keruntuhan untuk menghasilkan sinyal sinkronisasi, yang sebenarnya merupakan sinyal informasi. yang langsung menyebar di luar angkasa. Ini menyiratkan kesimpulan bahwa salah satu teori adalah kuantum atau relativitas khusus, atau kedua teori memerlukan revisi dalam pertanyaan tentang tingkat transmisi interaksi. Untuk teori kuantum, ini adalah penolakan terhadap korelasi kuantum partikel terjerat (nonlokalitas) dengan runtuhnya fungsi gelombang seketika pada jarak berapa pun; untuk SRT, ini adalah batas laju transfer interaksi. Inti dari sinkronisasi kuantum adalah sebagai berikut. Dua partikel terjerat (foton) langsung memperoleh keadaan mereka sendiri ketika fungsi gelombang umum runtuh - ini adalah posisi mekanika kuantum. Karena setidaknya ada satu IFR di mana masing-masing foton menerima keadaannya di dalam perangkat pengukur, tidak ada alasan yang masuk akal untuk menyatakan bahwa ada IFR lain di mana foton telah menerima keadaan ini. di luar alat pengukur. Oleh karena itu kesimpulan yang tak terelakkan bahwa pengoperasian dua meter terjadi serentak dari sudut pandang setiap ISO, karena untuk setiap ISO kedua meter berfungsi serentak karena runtuhnya fungsi gelombang. Secara khusus, ini berarti bahwa meteran sendiri diam ISO bekerja sepenuhnya secara bersamaan dengan meteran masuk bergerak ISO, karena partikel terjerat kuantum (foton) pada saat keruntuhan berada di dalam perangkat pengukur, dan keruntuhan terjadi secara instan. Penggunaan tanda tangan (urutan sinyal meteran) memungkinkan Anda untuk menunjukkan sinkronisasi jam nanti. Seperti yang dapat kita lihat, bahkan kontradiksi yang teramati dengan jelas antara dua teori fisika terkemuka itu mengakui penyelesaian yang sepenuhnya logis (termasuk verifikasi eksperimental), yang sama sekali tidak bertentangan dengan akal sehat. Namun, perlu dicatat bahwa fenomena sinkronisasi kuantum itu sendiri ternyata berada di luar pemahaman semua lawan yang membahasnya.Misteri piramida Mesir
Dari tahun-tahun sekolah, kami diajari bahwa piramida Mesir yang terkenal dibangun oleh tangan orang Mesir dari dinasti yang kami kenal. Namun, ekspedisi ilmiah yang diselenggarakan di zaman kita oleh A.Yu. Sklyarov telah menyoroti banyak inkonsistensi dan kontradiksi dalam pandangan seperti itu tentang asal usul piramida. Selain itu, kontradiksi ditemukan dalam interpretasi penampilan struktur seperti itu di belahan dunia lain. Ekspedisi Sklyarov menetapkan sendiri tugas yang cukup fantastis: "hal utama adalah menemukan apa yang kami cari - tanda dan jejak peradaban yang sangat maju, sangat berbeda dalam kemampuan dan teknologi yang dikuasainya dari apa yang diketahui oleh semua orang Mesoamerika oleh sejarawan." Setelah mengkritik penjelasan yang berlaku dari ilmu sejarah resmi tentang munculnya struktur kuno yang menakjubkan, ia sampai pada kesimpulan yang meyakinkan tentang asal usul mereka yang sama sekali berbeda: "Semua orang telah membaca dan" tahu "obelisk Mesir yang terkenal. Tetapi apakah mereka tahu apa? . Dalam buku-buku Anda dapat melihat data tentang ketinggian obelisk, perkiraan beratnya dan indikasi bahan dari mana mereka dibuat; deskripsi keagungan mereka; pernyataan versi pembuatan, pengiriman dan pemasangan di tempat Anda bahkan dapat menemukan opsi untuk menerjemahkan prasasti di atasnya. Tetapi tidak mungkin di mana pun Anda akan menemukan penyebutan bahwa pada obelisk yang sama ini sangat sering Anda dapat menemukan slot dekoratif yang sempit (dengan kedalaman sekitar satu sentimeter dan lebar di pintu masuk hanya beberapa milimeter dan praktis sama dengan nol pada kedalaman), yang tidak dapat diulang oleh instrumen super-sempurna sekarang. teknologi!" Semua ini difilmkan, ditampilkan dalam jarak dekat, keraguan tentang keaslian yang ditampilkan dikecualikan. Tembakannya luar biasa! Dan kesimpulan yang ditarik berdasarkan analisis elemen-elemen struktur, tentu saja, tidak ambigu dan tidak dapat disangkal: "Dari sini pasti dan secara otomatis mengikuti bahwa hanya mereka yang memiliki alat yang sesuai yang dapat membuatnya. Ini adalah dua. Yang satu yang memiliki basis produksi untuk membuat alat seperti itu. Ini adalah tiga. Yang memiliki pasokan energi yang sesuai baik untuk pengoperasian alat ini maupun untuk pengoperasian seluruh basis yang memproduksi alat. Ini adalah empat. yang memiliki pengetahuan yang sesuai. Itu lima. Dan seterusnya dan seterusnya. Akibatnya, kita mendapatkan peradaban yang melampaui peradaban modern kita baik dalam pengetahuan maupun teknologi. Fantasi?.. Tapi slotnya nyata! !!" Anda harus menjadi Thomas yang tidak percaya patologis untuk menyangkal keberadaan jejak teknologi tinggi, dan menjadi pemimpi yang luar biasa untuk menghubungkan semua karya ini dengan orang Mesir kuno (dan orang-orang lain yang struktur wilayahnya ditemukan). sifat fantastis dari struktur kuno di Mesir, Meksiko, dan wilayah lain, kemunculannya dapat dijelaskan tanpa kontradiksi dengan logika dan akal sehat. Penjelasan ini bertentangan dengan interpretasi yang diterima secara umum tentang asal usul piramida, tetapi pada prinsipnya nyata. Bahkan asumsi alien mengunjungi Bumi dan membangun piramida oleh mereka tidak bertentangan dengan akal sehat: meskipun ide ini fantastis, itu bisa saja terjadi. Selain itu, penjelasan ini jauh lebih logis dan masuk akal daripada menghubungkan konstruksi dengan kuno, kurang berkembang peradaban.Bagaimana jika itu tidak bisa dipercaya?
Jadi, seperti yang ditunjukkan, banyak bahkan fenomena alam yang paling menakjubkan dapat dijelaskan dari sudut pandang logika dan akal sehat. Rupanya, Anda dapat menemukan lebih banyak misteri dan fenomena seperti itu, yang, bagaimanapun, memungkinkan kami untuk memberikan setidaknya beberapa penjelasan logis atau konsisten. Tetapi ini tidak berlaku untuk interferensi, yang dalam proses penjelasannya menghadapi kontradiksi yang tidak dapat diatasi dengan logika dan akal sehat. Mari kita coba merumuskan setidaknya beberapa penjelasan, meskipun itu fantastis, gila, tetapi berdasarkan logika dan akal sehat. Mari kita asumsikan bahwa foton adalah gelombang dan tidak ada yang lain, bahwa tidak ada dualitas gelombang-partikel yang diakui secara umum. Namun, foton bukanlah gelombang dalam bentuk tradisionalnya: ia bukan hanya gelombang elektromagnetik atau gelombang De Broglie, tetapi sesuatu yang lebih abstrak, gelombang abstrak. Kemudian apa yang kita sebut partikel dan, tampaknya, bahkan memanifestasikan dirinya sebagai partikel - sebenarnya, dalam arti tertentu, keruntuhan, keruntuhan, "kematian" gelombang, prosedur penyerapan gelombang foton, proses hilangnya gelombang foton. Sekarang mari kita coba menjelaskan beberapa fenomena dari sudut pandang yang tidak ilmiah, bahkan absurd ini. Percobaan pada interferometer Mach-Zehnder. Di pintu masuk ke interferometer, foton - "baik gelombang maupun partikel" dibagi menjadi dua bagian. Dalam arti kata yang sebenarnya. Setengah foton bergerak sepanjang satu bahu, dan setengah foton bergerak di sepanjang bahu lainnya. Pada keluaran interferometer, foton kembali dirakit menjadi satu kesatuan. Sejauh ini, ini hanya sketsa proses. Sekarang anggaplah salah satu jalur foton terhalang. Setelah kontak dengan penghalang, semi-foton "mengembun" menjadi foton utuh. Ini terjadi di salah satu dari dua titik di ruang angkasa: baik pada titik kontak dengan rintangan, atau pada titik jauh di mana separuh lainnya berada pada saat itu. Tapi di mana tepatnya? Jelas bahwa, karena probabilitas kuantum, tidak mungkin untuk menentukan tempat yang tepat: baik di sana atau di sini. Dalam hal ini, sistem dua semi-foton dihancurkan dan "bergabung" menjadi foton asli. Hanya diketahui dengan pasti bahwa penggabungan terjadi di lokasi salah satu setengah foton dan bahwa setengah foton bergabung bersama pada kecepatan superluminal (seketika) - seperti foton terjerat mengambil keadaan yang berkorelasi. Efek yang dijelaskan oleh Penrose, dengan interferensi pada keluaran interferometer Mach-Zehnder. Foton dan setengah foton juga gelombang, jadi semua efek gelombang dijelaskan dari sudut pandang ini secara sederhana: "jika kedua rute terbuka (keduanya sama panjang), maka foton hanya dapat mencapai A" karena interferensi gelombang. gelombang setengah foton. "Memblokir salah satu rute memungkinkan foton mencapai detektor B" dengan cara yang persis sama seperti ketika gelombang foton melewati pembagi (pembagi berkas) menjadi interferometer - yaitu, dengan membelahnya menjadi dua setengah foton dan selanjutnya mengembun pada salah satu detektor - A atau B. Pada saat yang sama, rata-rata, setiap detik foton tiba di pembagi keluaran dalam "bentuk rakitan", karena tumpang tindih salah satu jalur menyebabkan foton "berkumpul" baik di saluran kedua atau di rintangan. Sebaliknya, "jika kedua rute terbuka, maka foton entah bagaimana "tahu" bahwa memukul detektor B tidak diperbolehkan, dan oleh karena itu ia terpaksa mengikuti dua rute sekaligus," akibatnya dua setengah foton tiba di pembagi keluaran, yang dan mengganggu pembagi, mengenai baik detektor A atau detektor B. Percobaan pada dua celah. Sampai ke slot, foton - "baik gelombang, maupun partikel", seperti di atas, dibagi menjadi dua bagian, menjadi dua setengah foton. Melewati celah, semi-foton berinterferensi secara tradisional seperti gelombang, memberikan pita yang sesuai pada layar. Ketika salah satu celah ditutup (di pintu keluar), maka setengah foton juga "mengembun" pada salah satunya sesuai dengan hukum probabilitas kuantum. Artinya, sebuah foton dapat "berkumpul" menjadi satu kesatuan baik pada rintisan - pada setengah foton pertama, dan di lokasi setengah foton kedua pada saat yang pertama menyentuh rintisan ini. Dalam hal ini, foton "terkondensasi" melanjutkan gerakannya lebih lanjut dengan cara tradisional untuk foton gelombang kuantum. fenomena pilihan tertunda. Seperti pada contoh sebelumnya, setengah foton melewati celah. Interferensi bekerja dengan cara yang sama. Jika, setelah semi-foton melewati celah, perekam (layar atau lensa okuler) diganti, tidak ada hal istimewa yang akan terjadi pada semi-foton. Jika mereka bertemu layar di jalan mereka, mereka mengganggu, "berkumpul" menjadi satu pada titik yang sesuai di ruang (layar). Jika lensa okuler ditemukan, maka, menurut hukum probabilitas kuantum, setengah foton akan "mengumpul" menjadi satu foton utuh pada salah satunya. Probabilitas kuantum tidak mempedulikan semi-foton mana yang "memadat" foton menjadi keseluruhan. Pada lensa okuler, kita memang akan melihat dengan tepat bahwa foton telah melewati celah tertentu. Belitan. Partikel kuantum - gelombang pada saat interaksi dan pemisahan selanjutnya, misalnya, mempertahankan "pasangan" mereka. Dengan kata lain, masing-masing partikel "menyebar" secara bersamaan dalam dua arah dalam bentuk semi-partikel. Artinya, dua setengah partikel - setengah dari partikel pertama dan setengah dari partikel kedua - dihilangkan dalam satu arah, dan dua bagian lainnya - di sisi lain. Pada saat keruntuhan vektor keadaan, masing-masing semipartikel "runtuh", masing-masing pada sisi "sendiri", secara instan, terlepas dari jarak antara partikel. Menurut aturan komputasi kuantum, dalam kasus foton dimungkinkan untuk memutar polarisasi salah satu partikel tanpa runtuhnya vektor keadaan. Dalam hal ini, rotasi arah polarisasi timbal balik dari foton yang terjerat harus terjadi: selama keruntuhan, sudut antara polarisasinya tidak akan lagi menjadi kelipatan dari yang langsung. Tetapi ini juga dapat dijelaskan, misalnya, dengan ketidaksetaraan "setengah". Fantastis? Gila? Tidak ilmiah? Sepertinya begitu. Selain itu, penjelasan ini jelas bertentangan dengan eksperimen di mana partikel kuantum memanifestasikan dirinya secara tepat sebagai kuanta, misalnya, tumbukan elastis. Tapi itulah harga dari berjuang untuk mematuhi logika dan akal sehat. Seperti yang Anda lihat, interferensi tidak cocok untuk ini, itu bertentangan dengan logika dan akal sehat ke tingkat yang jauh lebih besar daripada semua fenomena yang dipertimbangkan di sini. "Jantung mekanika kuantum", intisari prinsip superposisi kuantum adalah teka-teki yang tak terpecahkan. Dan mengingat bahwa interferensi sebenarnya adalah prinsip dasar, sampai tingkat tertentu yang terkandung dalam banyak perhitungan mekanika kuantum, itu adalah absurditas, yang belum terpecahkan. Misteri utama fisika kuantum .APLIKASI
Karena ketika menganalisis misteri sains kita akan menggunakan konsep-konsep dasar seperti logika, paradoks, kontradiksi, absurditas, akal sehat, kita harus menentukan bagaimana kita akan menafsirkan konsep-konsep ini.logika formal
Kami memilih perangkat logika formal sebagai alat utama analisis, yang merupakan dasar dari semua kelas logika lainnya, seperti halnya kalkulus biner adalah dasar dari semua kalkuli (dengan basis lainnya). Ini adalah logika tingkat terendah, lebih sederhana dari yang tidak mungkin untuk membayangkan sesuatu yang lebih. Semua penalaran dan konstruksi logis, pada akhirnya, didasarkan pada logika dasar dan dasar ini, direduksi menjadi itu. Oleh karena itu kesimpulan yang tak terelakkan bahwa penalaran (konstruksi) apa pun yang mendasarinya tidak boleh bertentangan dengan logika formal. Logikanya adalah:1. Ilmu tentang hukum-hukum umum perkembangan dunia objektif dan pengetahuan.
2. Kewajaran, kebenaran kesimpulan.
3. Keteraturan internal. (Kamus Penjelasan Bahasa Rusia oleh Ushakov, http://slovari.yandex.ru/dict/ushakov/article/ushakov/12/us208212.htm) Logika adalah "ilmu normatif tentang bentuk dan metode aktivitas kognitif intelektual yang dilakukan keluar dengan bantuan bahasa hukum logika terletak pada kenyataan bahwa mereka adalah pernyataan yang benar hanya berdasarkan bentuk logisnya. Dengan kata lain, bentuk logis dari pernyataan semacam itu menentukan kebenarannya, terlepas dari spesifikasi isi istilah non-logisnya. htm) Di antara teori logis, kita akan sangat tertarik pada logika non-klasik - kuantum logika yang menyiratkan pelanggaran hukum logika klasik dalam mikrokosmos. Sampai batas tertentu, kita akan mengandalkan logika dialektis, logika "kontradiksi": "Logika dialektis adalah filsafat, teori kebenaran(proses kebenaran, menurut Hegel), sementara "logika" lainnya adalah alat khusus untuk memperbaiki dan mewujudkan hasil kognisi. Alat ini sangat diperlukan (misalnya, tidak satu program komputer akan bekerja tanpa mengandalkan aturan matematika dan logika untuk menghitung proposisi), tetapi tetap istimewa. ... Logika semacam itu mempelajari hukum-hukum kemunculan dan perkembangan dari satu sumber tunggal yang beragam, kadang-kadang tidak hanya memiliki kesamaan eksternal, tetapi juga fenomena yang kontradiktif. Apalagi untuk logika dialektika kontradiksi melekat pada sumber asal mula fenomena. Berbeda dengan logika formal, yang memberlakukan larangan terhadap hal serupa berupa “hukum yang dikecualikan tengah” (baik A atau tidak-A- tertium non datur: Tidak ada yang ketiga). Tetapi apa yang dapat Anda lakukan jika cahaya sudah pada dasarnya - ringan sebagai "kebenaran" - adalah gelombang dan partikel (sel darah), di mana tidak mungkin untuk "membagi" bahkan di bawah kondisi laboratorium yang paling canggih eksperimen? (Kudryavtsev V., Apa itu logika dialektis? http://www.tovievich.ru/book/8/340/1.htm)
Kewajaran
Dalam arti kata Aristotelian, kemampuan untuk memahami sifat-sifat suatu objek melalui penggunaan indera lain. Keyakinan, pendapat, pemahaman praktis tentang berbagai hal, karakteristik "orang rata-rata". Bahasa sehari-hari: penilaian yang baik dan beralasan. Sebuah sinonim perkiraan untuk berpikir logis. Awalnya, akal sehat dipandang sebagai bagian integral dari fakultas mental, berfungsi dengan cara yang murni rasional. (Oxford Explanatory Dictionary of Psychology / Diedit oleh A. Reber, 2002,http://vocabulary.ru/dictionary/487/word/%C7%C4%D0%C0%C2%DB%C9+%D1%CC%DB%D1%CB) Di sini kita menganggap akal sehat semata-mata sebagai korespondensi fenomena ke logika formal. Hanya kontradiksi logika dalam konstruksi yang dapat menjadi dasar untuk mengenali kekeliruan, ketidaklengkapan kesimpulan, atau absurditasnya. Seperti yang dikatakan Y. Sklyarov, penjelasan tentang fakta nyata harus dicari dengan bantuan logika dan akal sehat, tidak peduli betapa aneh, tidak biasa, dan "tidak ilmiah" penjelasan ini pada pandangan pertama. Saat menganalisis, kami mengandalkan metode ilmiah, yang kami anggap sebagai metode coba-coba. (Serebryany A.I., Metode Ilmiah dan Kesalahan, Alam, N3, 1997, http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/VV_SC2_W.HTM) Pada saat yang sama, kami menyadari bahwa sains itu sendiri didasarkan pada iman: "pada dasarnya, semua pengetahuan didasarkan pada kepercayaan pada asumsi awal (yang diambil secara apriori, melalui intuisi dan yang tidak dapat dibuktikan secara langsung dan ketat secara rasional), - khususnya, dalam hal berikut:
(i) pikiran kita dapat memahami realitas,
(ii) perasaan kita mencerminkan kenyataan,
(iii) hukum logika." (V.S. Olkhovsky V.S., Bagaimana postulat iman evolusionisme dan kreasionisme berhubungan satu sama lain dengan data ilmiah modern, http://www.scienceandapologetics.org/text/91.htm) "Bahwa ilmu itu berdasarkan iman, yang secara kualitatif tidak berbeda dengan iman agama, diakui oleh para ilmuwan itu sendiri." (Ilmu dan Iman Modern, http://www.vyasa.ru/philosophy/vedicculture/?id=82 ) definisi akal sehat: "Akal sehat adalah seperangkat prasangka yang kita peroleh setelah mencapai usia delapan belas tahun." mungkin menolak Anda.
Kontradiksi
“Dalam logika formal, sepasang penilaian yang saling bertentangan, yaitu penilaian, yang masing-masing merupakan negasi dari yang lain. Kontradiksi juga merupakan fakta munculnya pasangan penilaian seperti itu dalam perjalanan apa pun. penalaran atau dalam kerangka teori ilmiah apa pun." (Great Soviet Encyclopedia, Rubricon, http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00063/38600.htm) "Sebuah pemikiran atau posisi yang tidak sesuai dengan yang lain, menyangkal yang lain, inkonsistensi dalam pikiran, pernyataan dan tindakan, pelanggaran logika atau kebenaran. (Kamus penjelasan bahasa Rusia Ushakov, http://slovari.yandex.ru/dict/ushakov/article/ushakov/16-4/us3102504.htm) "situasi logis dari kebenaran simultan dari dua definisi atau pernyataan yang saling eksklusif (penilaian) tentang satu dan sama Dalam logika formal, kontradiksi dianggap tidak dapat diterima menurut hukum kontradiksi. (http://ru.wikipedia.org/wiki/Controversy)Paradoks
"1) pendapat, penilaian, kesimpulan, sangat bertentangan dengan yang diterima secara umum, bertentangan dengan "akal sehat" (kadang-kadang hanya pada pandangan pertama); 2) fenomena tak terduga, peristiwa yang tidak sesuai dengan ide-ide biasa; 3) dalam logika - kontradiksi yang muncul dengan penyimpangan dari kebenaran. Kontradiksi identik dengan istilah "antinomy" - kontradiksi dalam hukum - ini adalah nama penalaran apa pun yang membuktikan kebenaran tesis dan kebenaran penolakannya. Seringkali muncul paradoks ketika dua penilaian yang saling eksklusif (bertentangan) ternyata sama-sama dapat dibuktikan.” (http://slovari.yandex.ru/dict/psychlex2/article/PS2/ps2-0279.htm) Karena merupakan kebiasaan untuk menganggap fenomena yang bertentangan dengan pandangan yang diterima secara umum sebagai paradoks, dalam pengertian ini paradoks dan kontradiksi mirip. Namun, kami akan mempertimbangkannya secara terpisah. Meskipun paradoks adalah kontradiksi, itu dapat dijelaskan secara logis, dapat diakses oleh akal sehat. Kami akan menganggap kontradiksi sebagai konstruksi logis yang tidak dapat dipecahkan, tidak mungkin, tidak masuk akal, tidak dapat dijelaskan dari sudut pandang akal sehat. Artikel tersebut mencari kontradiksi semacam itu yang tidak hanya sulit untuk diselesaikan, tetapi juga mencapai tingkat absurditas. Tidak hanya sulit untuk menjelaskannya, tetapi bahkan rumusan masalah, deskripsi esensi kontradiksi, menemui kesulitan. Bagaimana Anda menjelaskan sesuatu yang bahkan tidak bisa Anda rumuskan? Menurut pendapat kami, eksperimen celah ganda Young sangat tidak masuk akal. Telah ditemukan bahwa sangat sulit untuk menjelaskan perilaku partikel kuantum ketika berinterferensi dengan dua celah.Absurd
Sesuatu yang tidak logis, absurd, bertentangan dengan akal sehat. - Suatu ekspresi dianggap tidak masuk akal jika secara lahiriah tidak kontradiktif, tetapi dari mana suatu kontradiksi dapat diturunkan. - Pernyataan yang absurd bermakna dan, karena inkonsistensinya, salah. Hukum kontradiksi yang logis berbicara tentang tidak dapat diterimanya afirmasi dan negasi. - Pernyataan yang tidak masuk akal merupakan pelanggaran langsung terhadap undang-undang ini. Dalam logika, pembuktian dianggap reductio ad absurdum (“reduksi menjadi absurd”): jika suatu kontradiksi berasal dari suatu posisi tertentu, maka ketentuan ini salah. (Wikipedia, http://ru.wikipedia.org/wiki/Absurd) Bagi orang Yunani, konsep absurditas berarti jalan buntu yang logis, yaitu, tempat di mana penalaran mengarahkan si pemikir ke kontradiksi yang jelas atau, terlebih lagi, ke omong kosong yang jelas dan, oleh karena itu, membutuhkan jalur pemikiran yang berbeda. Dengan demikian, absurditas dipahami sebagai penyangkalan terhadap komponen utama rasionalitas - logika. (http://www.ec-dejavu.net/a/absurd.html)literatur
- Aspek A. "Teorema Bell: pandangan naif seorang eksperimentalis", 2001,
(http://quantum3000.narod.ru/papers/edu/aspect_bell.zip) - Aspek: Aspek Alain, Teorema Bell: Pandangan Naif Seorang Eksperimen, (Diterjemahkan dari bahasa Inggris oleh P. V. Putenikhina), Quantum Magic, 2007.
- Bacciagaluppi G., Peran dekoherensi dalam teori kuantum: Diterjemahkan oleh M.H. Shulman. - Institut Sejarah dan Filsafat Sains dan Teknologi (Paris) -
http://plato.stanford.edu/entries/qm-decoherence/ - Belinsky A.V., Quantum nonlocality dan tidak adanya nilai apriori dari kuantitas terukur dalam eksperimen dengan foton, - UFN, v.173, ?8, Agustus 2003.
- Boumeister D., Eckert A., Zeilinger A., Fisika Informasi Kuantum. -
http://quantmagic.narod.ru/Books/Zeilinger/g1.djvu - Proses gelombang pada media tidak homogen dan nonlinier. Seminar 10. Teleportasi kuantum, Universitas Negeri Voronezh, Pusat Penelitian dan Pendidikan REC-010,
http://www.rec.vsu.ru/rus/ecourse/quantcomp/sem10.pdf - Doronin S.I., "Non-lokalitas mekanika kuantum", Forum Fisika Sihir, situs web Fisika Sihir, Fisika, http://physmag.h1.ru/forum/topic.php?forum=1&topic=29
- Doronin S.I., Situs "Fisika Sihir", http://physmag.h1.ru/
- Zarechny M.I., Gambar kuantum dan mistik dunia, 2004, http://www.simoron.dax.ru/
- Teleportasi kuantum (siaran Gordon 21 Mei 2002, 00:30),
http://www.mi.ras.ru/~volovich/lib/vol-acc.htm - Mensky MB, Mekanika kuantum: eksperimen baru, aplikasi baru, dan formulasi baru dari pertanyaan lama. - UFN, Volume 170, N 6, 2000
- Roger Penrose, Pikiran Baru Raja: Pada Komputer, Berpikir, dan Hukum Fisika: Per. dari bahasa Inggris. / Umum ed. V.O. Malyshenko. - M.: Editorial URSS, 2003. - 384 hal. Terjemahan buku:
Roger Penrose, Pikiran Baru Kaisar. Mengenai Komputer, Pikiran dan Hukum Fisika. Oxford University Press, 1989. - Putenikhin P.V., Mekanika kuantum versus SRT. - Samizdat, 2008,
http://zhurnal.lib.ru/editors/p/putenihin_p_w/kmvsto.shtml - P. V. Putenikhin, Ketika ketidaksetaraan Bell tidak dilanggar. Samizdat, 2008
- Putenikhin P.V., Mengomentari kesimpulan Bell dalam artikel "The Einstein, Podolsky, Rosen Paradox". Samizdat, 2008
- Sklyarov A., Meksiko Kuno tanpa cermin bengkok, http://lah.ru/text/sklyarov/mexico-web.rar
- Hawking S., Sejarah Singkat Waktu dari Big Bang hingga Black Holes. - St. Petersburg, 2001
- Hawking S., Penrose R., Sifat ruang dan waktu. - Izhevsk: Pusat Penelitian "Dinamika Reguler dan Chaotic", 2000, 160 halaman.
- Tsypenyuk Yu.M., Hubungan Ketidakpastian atau Prinsip Komplementer? - M.: Priroda, No. 5, 1999, hal.90
- Einstein A. Kumpulan karya ilmiah dalam empat jilid. Volume 4. Artikel, ulasan, surat. Evolusi fisika. M.: Nauka, 1967,
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Einstein_t4_1967ru.djvu - Einstein A., Podolsky B., Rosen N. Dapatkah deskripsi mekanika kuantum dari realitas fisik dianggap lengkap? / Einstein A. Sobr. karya ilmiah, jilid 3. M., Nauka, 1966, hlm. 604-611〉
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Einstein_t3_1966ru.djvu
Menurut survei fisikawan terkenal oleh The New York Times, eksperimen difraksi elektron adalah salah satu studi paling menakjubkan dalam sejarah sains. Apa sifatnya? Ada sumber yang memancarkan sinar elektron ke layar fotosensitif. Dan ada hambatan di jalan elektron ini, pelat tembaga dengan dua slot.
Gambar apa yang dapat kita harapkan di layar jika elektron biasanya direpresentasikan kepada kita sebagai bola bermuatan kecil? Dua garis berlawanan dengan slot di pelat tembaga. Namun kenyataannya, pola garis-garis putih dan hitam yang jauh lebih kompleks muncul di layar. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa ketika melewati celah, elektron mulai berperilaku tidak hanya sebagai partikel, tetapi juga sebagai gelombang (foton atau partikel cahaya lain yang dapat menjadi gelombang pada saat yang sama berperilaku dengan cara yang sama).
Gelombang-gelombang ini berinteraksi di ruang angkasa, bertabrakan dan saling menguatkan, dan sebagai hasilnya, sebuah pola kompleks dari garis-garis terang dan gelap yang berselang-seling ditampilkan di layar. Pada saat yang sama, hasil percobaan ini tidak berubah, bahkan jika elektron melewati satu per satu - bahkan satu partikel dapat menjadi gelombang dan melewati dua celah pada saat yang sama. Postulat ini adalah salah satu yang utama dalam interpretasi Kopenhagen tentang mekanika kuantum, ketika partikel dapat secara bersamaan menunjukkan sifat fisik "biasa" dan sifat eksotis seperti gelombang.
Tapi bagaimana dengan pengamat? Dialah yang membuat cerita membingungkan ini semakin membingungkan. Ketika fisikawan dalam eksperimen seperti ini mencoba menggunakan instrumen untuk menentukan celah mana yang sebenarnya dilalui elektron, gambar di layar berubah secara dramatis dan menjadi "klasik": dengan dua bagian yang diterangi tepat di seberang celah, tanpa garis-garis bergantian.
Elektron tampak enggan mengungkapkan sifat gelombang mereka ke mata pengamat yang waspada. Itu tampak seperti misteri yang diselimuti kegelapan. Tetapi ada penjelasan yang lebih sederhana: pengamatan sistem tidak dapat dilakukan tanpa pengaruh fisik terhadapnya. Kami akan membahas ini nanti.
2. Fullerene yang dipanaskan
Eksperimen difraksi partikel dilakukan tidak hanya dengan elektron, tetapi juga dengan objek lain yang jauh lebih besar. Misalnya, fullerene digunakan, molekul besar dan tertutup yang terdiri dari beberapa puluh atom karbon. Baru-baru ini, sekelompok ilmuwan dari Universitas Wina, yang dipimpin oleh Profesor Zeilinger, mencoba memasukkan unsur observasi dalam eksperimen ini. Untuk melakukan ini, mereka menyinari molekul fullerene yang bergerak dengan sinar laser. Kemudian, dipanaskan oleh sumber eksternal, molekul-molekul mulai bersinar dan tak terhindarkan memantulkan kehadiran mereka kepada pengamat.
Seiring dengan inovasi ini, perilaku molekul juga berubah. Sebelum pengamatan komprehensif seperti itu, fullerene berhasil menghindari rintangan (menunjukkan sifat gelombang), mirip dengan contoh sebelumnya dengan elektron mengenai layar. Tetapi dengan kehadiran seorang pengamat, fullerene mulai berperilaku seperti partikel fisik yang taat hukum.
3. Pengukuran pendinginan
Salah satu hukum paling terkenal di dunia fisika kuantum adalah tidak mungkin menentukan kecepatan dan posisi objek kuantum secara bersamaan. Semakin akurat kita mengukur momentum suatu partikel, semakin kurang akurat kita dapat mengukur posisinya. Namun, di dunia nyata makroskopik kita, validitas hukum kuantum yang bekerja pada partikel kecil biasanya tidak diperhatikan.
Eksperimen terbaru oleh Prof. Schwab dari Amerika Serikat memberikan kontribusi yang sangat berharga untuk bidang ini. Efek kuantum dalam percobaan ini tidak ditunjukkan pada tingkat elektron atau molekul fullerene (yang memiliki diameter perkiraan 1 nm), tetapi pada objek yang lebih besar, pita aluminium kecil. Pita ini dipasang di kedua sisi sehingga bagian tengahnya dalam keadaan tersuspensi dan dapat bergetar di bawah pengaruh luar. Selain itu, sebuah perangkat yang mampu merekam posisi kaset secara akurat ditempatkan di dekatnya. Dari percobaan tersebut, ditemukan beberapa hal menarik. Pertama, setiap pengukuran yang berkaitan dengan posisi objek dan pengamatan pita mempengaruhinya, setelah setiap pengukuran posisi pita berubah.
Eksperimen menentukan koordinat pita dengan akurasi tinggi, dan dengan demikian, sesuai dengan prinsip Heisenberg, mengubah kecepatannya, dan karenanya posisi berikutnya. Kedua, dan secara tak terduga, beberapa pengukuran menyebabkan kaset menjadi dingin. Dengan demikian, seorang pengamat dapat mengubah karakteristik fisik objek hanya dengan kehadirannya.
4. Partikel beku
Seperti yang Anda ketahui, partikel radioaktif yang tidak stabil membusuk tidak hanya dalam eksperimen dengan kucing, tetapi juga dengan sendirinya. Setiap partikel memiliki masa hidup rata-rata, yang ternyata dapat meningkat di bawah pengawasan seorang pengamat. Efek kuantum ini diprediksi pada tahun 60-an, dan bukti eksperimentalnya yang brilian muncul dalam makalah yang diterbitkan oleh kelompok yang dipimpin oleh peraih Nobel dalam bidang fisika Wolfgang Ketterle dari Massachusetts Institute of Technology.
Dalam karya ini, peluruhan atom rubidium tereksitasi yang tidak stabil dipelajari. Segera setelah persiapan sistem, atom-atom dieksitasi menggunakan sinar laser. Pengamatan berlangsung dalam dua mode: kontinu (sistem terus-menerus terkena pulsa cahaya kecil) dan berdenyut (sistem disinari dari waktu ke waktu dengan pulsa yang lebih kuat).
Hasil yang diperoleh sepenuhnya sesuai dengan prediksi teoritis. Efek cahaya eksternal memperlambat peluruhan partikel, mengembalikannya ke keadaan semula, yang jauh dari keadaan peluruhan. Besarnya efek ini juga bertepatan dengan prediksi. Masa hidup maksimum atom rubidium tereksitasi tidak stabil meningkat dengan faktor 30.
5. Mekanika kuantum dan kesadaran
Elektron dan fullerene berhenti menunjukkan sifat gelombangnya, pelat aluminium mendingin, dan partikel yang tidak stabil memperlambat peluruhannya. Mata yang waspada dari yang melihatnya benar-benar mengubah dunia. Mengapa ini tidak bisa menjadi bukti keterlibatan pikiran kita dalam pekerjaan dunia? Mungkin Carl Jung dan Wolfgang Pauli (fisikawan Austria, peraih Nobel, pelopor mekanika kuantum) benar, bagaimanapun juga, ketika mereka mengatakan bahwa hukum fisika dan kesadaran harus dianggap saling melengkapi?
Kita selangkah lagi untuk menyadari bahwa dunia di sekitar kita begitu. Idenya menakutkan dan menggoda. Mari kita coba beralih ke fisikawan lagi. Terutama dalam beberapa tahun terakhir, ketika semakin sedikit orang yang percaya interpretasi Kopenhagen tentang mekanika kuantum dengan fungsi gelombang misteriusnya runtuh, beralih ke dekoherensi yang lebih biasa dan andal.
Faktanya adalah bahwa dalam semua eksperimen dengan pengamatan ini, para peneliti pasti memengaruhi sistem. Mereka menyalakannya dengan laser dan memasang alat ukur. Mereka disatukan oleh prinsip penting: Anda tidak dapat mengamati suatu sistem atau mengukur sifat-sifatnya tanpa berinteraksi dengannya. Setiap interaksi adalah proses memodifikasi properti. Terutama ketika sistem kuantum kecil terkena objek kuantum kolosal. Beberapa pengamat Buddhis yang netral selamanya pada prinsipnya tidak mungkin. Dan di sini istilah "dekoherensi" berperan, yang tidak dapat diubah dari sudut pandang termodinamika: sifat kuantum suatu sistem berubah ketika berinteraksi dengan sistem besar lainnya.
Selama interaksi ini, sistem kuantum kehilangan sifat aslinya dan menjadi klasik, seolah-olah "mematuhi" sistem besar. Ini juga menjelaskan paradoks kucing Schrödinger: kucing adalah sistem yang terlalu besar, sehingga tidak dapat diisolasi dari bagian dunia lainnya. Rancangan eksperimen pemikiran ini tidak sepenuhnya benar.
Bagaimanapun, jika kita menganggap realitas tindakan penciptaan oleh kesadaran, dekoherensi tampaknya menjadi pendekatan yang jauh lebih nyaman. Bahkan mungkin terlalu nyaman. Dengan pendekatan ini, seluruh dunia klasik menjadi salah satu konsekuensi besar dari dekoherensi. Dan seperti yang dinyatakan oleh penulis salah satu buku paling terkenal di bidangnya, pendekatan semacam itu secara logis mengarah pada pernyataan seperti "tidak ada partikel di dunia" atau "tidak ada waktu pada tingkat dasar."
Apa kebenarannya: dalam pencipta-pengamat atau dekoherensi yang kuat? Kita harus memilih di antara dua kejahatan. Namun demikian, para ilmuwan semakin yakin bahwa efek kuantum adalah manifestasi dari proses mental kita. Dan di mana pengamatan berakhir dan kenyataan dimulai tergantung pada kita masing-masing.
Menurut topinfopost.com
Tidak seorang pun di dunia ini yang memahami mekanika kuantum - ini adalah hal utama yang perlu Anda ketahui tentangnya. Ya, banyak fisikawan telah belajar menggunakan hukumnya dan bahkan memprediksi fenomena menggunakan perhitungan kuantum. Namun masih belum jelas mengapa kehadiran seorang pengamat menentukan nasib sistem dan memaksanya membuat pilihan yang berpihak pada satu negara. "Teori dan Praktik" memilih contoh eksperimen, yang hasilnya pasti dipengaruhi oleh pengamat, dan mencoba mencari tahu apa yang akan dilakukan mekanika kuantum dengan gangguan kesadaran semacam itu dalam realitas material.
Kucing Shroedinger
Saat ini ada banyak interpretasi mekanika kuantum, yang paling populer tetap yang Kopenhagen. Ketentuan utamanya dirumuskan pada tahun 1920-an oleh Niels Bohr dan Werner Heisenberg. Dan istilah sentral dari interpretasi Kopenhagen adalah fungsi gelombang - fungsi matematika yang berisi informasi tentang semua kemungkinan keadaan sistem kuantum di mana ia berada secara bersamaan.
Menurut interpretasi Kopenhagen, hanya pengamatan yang dapat secara akurat menentukan keadaan sistem, membedakannya dari yang lain (fungsi gelombang hanya membantu menghitung secara matematis kemungkinan mendeteksi sistem dalam keadaan tertentu). Kita dapat mengatakan bahwa setelah pengamatan, sistem kuantum menjadi klasik: ia langsung berhenti hidup berdampingan di banyak negara sekaligus mendukung salah satunya.
Pendekatan ini selalu memiliki lawan (ingat, misalnya, "Tuhan tidak bermain dadu" oleh Albert Einstein), tetapi keakuratan perhitungan dan prediksi mengambil korbannya. Namun, dalam beberapa tahun terakhir semakin sedikit pendukung interpretasi Kopenhagen, dan tidak sedikit alasan untuk ini adalah keruntuhan seketika yang sangat misterius dari fungsi gelombang selama pengukuran. Eksperimen pemikiran terkenal Erwin Schrödinger dengan kucing malang itu hanya dirancang untuk menunjukkan absurditas fenomena ini.
Jadi, kami mengingat isi percobaan. Seekor kucing hidup, ampul racun, dan beberapa mekanisme yang dapat membuat racun beraksi secara acak ditempatkan di kotak hitam. Misalnya, satu atom radioaktif, peluruhannya akan merusak ampul. Waktu pasti peluruhan atom tidak diketahui. Hanya waktu paruh yang diketahui: waktu selama peluruhan akan terjadi dengan probabilitas 50%.
Ternyata bagi pengamat luar, kucing di dalam kotak itu ada dalam dua keadaan sekaligus: ia hidup, jika semuanya berjalan dengan baik, atau mati, jika pembusukan telah terjadi dan ampulnya pecah. Kedua keadaan ini dijelaskan oleh fungsi gelombang kucing, yang berubah seiring waktu: semakin jauh, semakin besar kemungkinan peluruhan radioaktif telah terjadi. Tapi begitu kotak dibuka, fungsi gelombang runtuh dan kita langsung melihat hasil eksperimen flayer.
Ternyata sampai pengamat membuka kotak itu, kucing akan selamanya seimbang di perbatasan antara hidup dan mati, dan hanya tindakan pengamat yang akan menentukan nasibnya. Inilah absurditas yang ditunjukkan Schrödinger.
difraksi elektron
Menurut survei fisikawan terkemuka yang dilakukan oleh The New York Times, percobaan dengan difraksi elektron, yang dibuat pada tahun 1961 oleh Klaus Jenson, menjadi salah satu yang paling indah dalam sejarah sains. Apa esensinya?
Ada sumber yang memancarkan aliran elektron menuju pelat layar-fotografi. Dan ada hambatan di jalan elektron ini - pelat tembaga dengan dua celah. Gambar seperti apa di layar yang dapat diharapkan jika kita menyatakan elektron hanya sebagai bola bermuatan kecil? Dua pita menyala di seberang celah.
Pada kenyataannya, pola garis-garis hitam dan putih yang jauh lebih kompleks muncul di layar. Faktanya adalah bahwa ketika melewati celah, elektron mulai berperilaku tidak seperti partikel, tetapi seperti gelombang (seperti foton, partikel cahaya, dapat secara bersamaan menjadi gelombang). Kemudian gelombang-gelombang ini berinteraksi di ruang angkasa, di suatu tempat melemah, dan di suatu tempat saling memperkuat, dan sebagai hasilnya, gambar kompleks garis-garis terang dan gelap muncul di layar.
Dalam hal ini, hasil percobaan tidak berubah, dan jika elektron dilewatkan melalui celah tidak dalam aliran kontinu, tetapi satu per satu, bahkan satu partikel dapat secara bersamaan menjadi gelombang. Bahkan satu elektron dapat melewati dua celah pada saat yang sama (dan ini adalah ketentuan penting lainnya dari interpretasi Kopenhagen tentang mekanika kuantum - objek dapat secara bersamaan menampilkan sifat material "biasa" dan sifat gelombang eksotisnya).
Tapi bagaimana dengan pengamat? Terlepas dari kenyataan bahwa dengan dia, cerita yang sudah rumit menjadi lebih rumit. Ketika, dalam eksperimen semacam itu, fisikawan mencoba memperbaiki dengan bantuan instrumen yang melaluinya celah elektron benar-benar lewat, gambar di layar berubah secara dramatis dan menjadi "klasik": dua area yang diterangi di seberang celah dan tidak ada garis-garis yang bergantian.
Elektron tampaknya tidak ingin menunjukkan sifat gelombangnya di bawah tatapan pengamat. Disesuaikan dengan keinginan naluriahnya untuk melihat gambaran yang sederhana dan mudah dipahami. Mistik? Ada penjelasan yang jauh lebih sederhana: tidak ada pengamatan sistem yang dapat dilakukan tanpa dampak fisik terhadapnya. Tapi kita akan kembali ke ini nanti.
Fullerene yang dipanaskan
Eksperimen difraksi partikel dilakukan tidak hanya pada elektron, tetapi juga pada objek yang jauh lebih besar. Misalnya, fullerene adalah molekul besar dan tertutup yang terdiri dari puluhan atom karbon (misalnya, fullerene yang terdiri dari enam puluh atom karbon sangat mirip bentuknya dengan bola sepak: bola berongga yang dijahit dari lima dan segi enam).
Baru-baru ini sebuah kelompok di Universitas Wina, yang dipimpin oleh Profesor Zeilinger, telah mencoba memasukkan elemen observasi ke dalam eksperimen semacam itu. Untuk melakukan ini, mereka menyinari molekul fullerene yang bergerak dengan sinar laser. Setelah itu, dipanaskan oleh pengaruh eksternal, molekul-molekul mulai bersinar dan dengan demikian tak terelakkan mengungkapkan tempatnya di ruang angkasa bagi pengamat.
Seiring dengan inovasi ini, perilaku molekul juga berubah. Sebelum dimulainya pengawasan total, fullerene cukup berhasil melewati rintangan (menunjukkan sifat gelombang) seperti elektron dari contoh sebelumnya yang melewati layar buram. Tetapi kemudian, dengan munculnya pengamat, fullerene menjadi tenang dan mulai berperilaku seperti partikel materi yang sepenuhnya mematuhi hukum.
Dimensi pendinginan
Salah satu hukum paling terkenal dari dunia kuantum adalah prinsip ketidakpastian Heisenberg: tidak mungkin untuk secara bersamaan menentukan posisi dan kecepatan objek kuantum. Semakin akurat kita mengukur momentum suatu partikel, semakin kurang akurat kita dapat mengukur posisinya. Tetapi operasi hukum kuantum, yang beroperasi pada tingkat partikel kecil, biasanya tidak terlihat di dunia objek makro besar kita.
Oleh karena itu, percobaan terbaru dari kelompok Profesor Schwab dari Amerika Serikat semuanya lebih berharga, di mana efek kuantum ditunjukkan tidak pada tingkat elektron yang sama atau molekul fullerene (diameter karakteristiknya sekitar 1 nm), tetapi pada tingkat yang sama. objek yang sedikit lebih nyata - strip aluminium kecil.
Strip ini dipasang di kedua sisi sehingga bagian tengahnya dalam keadaan ditangguhkan dan dapat bergetar di bawah pengaruh eksternal. Selain itu, di sebelah strip ada perangkat yang mampu merekam posisinya dengan akurasi tinggi.
Hasilnya, para peneliti menemukan dua efek menarik. Pertama, setiap pengukuran posisi objek, pengamatan strip tidak lulus tanpa jejak untuk itu - setelah setiap pengukuran, posisi strip berubah. Secara kasar, para peneliti menentukan koordinat strip dengan sangat akurat dan dengan demikian, menurut prinsip Heisenberg, mengubah kecepatannya, dan karenanya posisi berikutnya.
Kedua, yang sudah cukup tak terduga, beberapa pengukuran juga menyebabkan pendinginan strip. Ternyata pengamat hanya bisa mengubah ciri fisik benda dengan kehadirannya. Kedengarannya benar-benar luar biasa, tetapi untuk kredit para fisikawan, katakanlah bahwa mereka tidak bingung - sekarang kelompok Profesor Schwab sedang memikirkan bagaimana menerapkan efek yang ditemukan untuk mendinginkan sirkuit elektronik.
Partikel beku
Seperti yang Anda ketahui, partikel radioaktif yang tidak stabil meluruh di dunia tidak hanya demi eksperimen pada kucing, tetapi juga dengan sendirinya. Selain itu, setiap partikel dicirikan oleh masa hidup rata-rata, yang ternyata dapat meningkat di bawah pandangan pengamat.
Efek kuantum ini pertama kali diprediksi pada tahun 1960-an, dan konfirmasi eksperimentalnya yang brilian muncul dalam makalah yang diterbitkan pada tahun 2006 oleh kelompok peraih Nobel dalam bidang fisika Wolfgang Ketterle dari Massachusetts Institute of Technology.
Dalam karya ini, kami mempelajari peluruhan atom rubidium tereksitasi yang tidak stabil (meluruh menjadi atom rubidium dalam keadaan dasar dan foton). Segera setelah persiapan sistem, eksitasi atom mulai diamati - mereka diterangi oleh sinar laser. Dalam hal ini, pengamatan dilakukan dalam dua mode: terus menerus (pulsa cahaya kecil terus-menerus dimasukkan ke dalam sistem) dan berdenyut (sistem disinari dengan pulsa yang lebih kuat dari waktu ke waktu).
Hasil yang diperoleh sangat sesuai dengan prediksi teoritis. Efek cahaya eksternal benar-benar memperlambat peluruhan partikel, seolah-olah mengembalikannya ke asalnya, jauh dari keadaan peluruhan. Dalam hal ini, besarnya efek untuk kedua rezim yang dipelajari juga bertepatan dengan prediksi. Dan umur maksimum atom rubidium tereksitasi tidak stabil diperpanjang 30 kali.
Mekanika kuantum dan kesadaran
Elektron dan fullerene berhenti menunjukkan sifat gelombangnya, pelat aluminium mendingin, dan partikel yang tidak stabil membeku dalam peluruhannya: di bawah tatapan mahakuasa seorang pengamat, dunia sedang berubah. Apa yang bukan bukti keterlibatan pikiran kita dalam pekerjaan dunia sekitar? Jadi mungkin Carl Jung dan Wolfgang Pauli (fisikawan Austria, pemenang Nobel, salah satu pelopor mekanika kuantum) benar ketika mereka mengatakan bahwa hukum fisika dan kesadaran harus dianggap saling melengkapi?
Tapi jadi hanya ada satu langkah tersisa untuk pengakuan kewajiban: seluruh dunia di sekitar adalah inti dari pikiran kita. Menakutkan? (“Apakah Anda benar-benar berpikir bahwa Bulan hanya ada ketika Anda melihatnya?” Einstein mengomentari prinsip-prinsip mekanika kuantum). Kemudian mari kita coba lagi untuk beralih ke fisikawan. Selain itu, dalam beberapa tahun terakhir mereka semakin tidak senang dengan interpretasi Kopenhagen tentang mekanika kuantum dengan keruntuhan misterius gelombang fungsi, yang digantikan oleh istilah lain yang cukup biasa dan andal - dekoherensi.
Begini masalahnya - dalam semua eksperimen yang dijelaskan dengan pengamatan, para peneliti pasti memengaruhi sistem. Itu diterangi dengan laser, alat pengukur dipasang. Dan ini adalah prinsip umum yang sangat penting: Anda tidak dapat mengamati suatu sistem, mengukur sifat-sifatnya tanpa berinteraksi dengannya. Dan di mana ada interaksi, ada perubahan sifat. Terutama ketika raksasa objek kuantum berinteraksi dengan sistem kuantum kecil. Jadi kenetralan Buddhis yang abadi dari pengamat tidak mungkin.
Inilah tepatnya yang menjelaskan istilah "dekoherensi" - proses ireversibel dari sudut pandang melanggar sifat kuantum suatu sistem ketika berinteraksi dengan sistem besar lainnya. Selama interaksi seperti itu, sistem kuantum kehilangan fitur aslinya dan menjadi klasik, "mematuhi" sistem besar. Ini menjelaskan paradoks dengan kucing Schrödinger: kucing adalah sistem yang sangat besar sehingga tidak dapat diisolasi dari dunia. Pengaturan eksperimen pemikiran itu sendiri tidak sepenuhnya benar.
Bagaimanapun, dibandingkan dengan kenyataan sebagai tindakan penciptaan kesadaran, dekoherensi terdengar jauh lebih tenang. Bahkan mungkin terlalu tenang. Bagaimanapun, dengan pendekatan ini, seluruh dunia klasik menjadi satu efek dekoherensi yang besar. Dan menurut penulis salah satu buku paling serius di bidang ini, pernyataan seperti "tidak ada partikel di dunia" atau "tidak ada waktu pada tingkat fundamental" juga secara logis mengikuti dari pendekatan semacam itu.
Pengamat kreatif atau dekoherensi mahakuasa? Anda harus memilih di antara dua kejahatan. Tapi ingat - sekarang para ilmuwan menjadi semakin yakin bahwa efek kuantum yang sangat terkenal mendasari proses berpikir kita. Jadi di mana pengamatan berakhir dan kenyataan dimulai - kita masing-masing harus memilih.
Inti dari eksperimen ini adalah bahwa seberkas cahaya diarahkan ke layar layar buram dengan dua slot paralel, di belakang layar proyeksi lain dipasang. Keunikan celah adalah lebarnya kira-kira sama dengan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan. Masuk akal untuk mengasumsikan bahwa foton harus melewati celah, menciptakan dua pita cahaya paralel di layar belakang. Namun sebaliknya, cahaya bergerak dalam pita dengan tambalan terang dan gelap bergantian, yang berarti cahaya berperilaku seperti gelombang. Fenomena ini disebut "interferensi", dan demonstrasinya oleh Thomas Young yang menjadi bukti validitas teori gelombang. Memikirkan kembali eksperimen ini dapat menyatukan mekanika kuantum dengan pilar fisika teoretis lainnya, teori relativitas umum Einstein, sebuah tantangan yang masih belum terselesaikan dalam praktik.
Untuk menghitung probabilitas sebuah foton muncul di lokasi tertentu pada layar, fisikawan menggunakan prinsip yang disebut aturan Born. Namun, tidak ada alasan untuk ini - eksperimen selalu berjalan dengan cara yang sama, tetapi tidak ada yang tahu mengapa. Beberapa peminat telah mencoba menjelaskan fenomena ini dengan menafsirkan teori mekanika kuantum "banyak dunia", yang mengasumsikan bahwa semua kemungkinan keadaan sistem kuantum dapat eksis di alam semesta paralel, tetapi upaya ini tidak membuahkan hasil.
Keadaan ini memungkinkan untuk menggunakan aturan Born sebagai bukti adanya inkonsistensi dalam teori kuantum. Untuk menyatukan mekanika kuantum, yang beroperasi pada rentang waktu sempit alam semesta, dan relativitas umum, yang beroperasi pada rentang waktu yang luas, satu teori harus menyerah. Jika aturan Born salah, maka ini akan menjadi langkah pertama menuju studi gravitasi kuantum. “Jika aturan Born dilanggar, maka aksioma fundamental mekanika kuantum juga akan dilanggar, dan kita akan tahu di mana mencari jawaban atas teori tentang gravitasi kuantum,” kata James Quatch dari Institut Sains dan Teknologi di Spanyol.
Quotch mengusulkan cara baru untuk menguji aturan Born. Dia datang dari ide fisikawan Feynman: untuk menghitung probabilitas sebuah partikel muncul pada titik tertentu di layar, Anda harus mempertimbangkan semua cara yang mungkin di mana ini bisa terjadi, bahkan jika itu tampak konyol. "Bahkan kemungkinan partikel itu akan mencapai bulan dan kembali juga diperhitungkan," kata Quotch. Hampir tidak ada jalur yang akan mempengaruhi lokasi akhir foton, tetapi beberapa jalur yang sangat tidak biasa pada akhirnya dapat mengubah koordinatnya. Sebagai contoh, misalkan kita memiliki tiga jalur di mana sebuah partikel dapat terbang melalui layar, bukan dua jalur yang jelas (yaitu, bukan satu atau slot lainnya). Aturan Born dalam hal ini memungkinkan kita untuk mempertimbangkan interferensi yang mungkin muncul di antara dua opsi yang jelas, tetapi tidak di antara ketiganya.
James menunjukkan bahwa, dengan semua kemungkinan penyimpangan, probabilitas yang dihasilkan bahwa sebuah foton mengenai titik X akan berbeda dari hasil yang disarankan oleh aturan Born. Dia menyarankan menggunakan zigzag yang mengembara sebagai jalur ketiga: dengan demikian, partikel pertama melewati lubang kiri, lalu melalui lubang kanan, dan baru kemudian pergi ke layar. Jika jalur ketiga mengganggu dua yang pertama, hasil perhitungan juga akan berubah. Karya Quotch telah menarik banyak perhatian, dan Aninda Sinha dari Indian Institute of Science di Bangalore — anggota tim yang pertama kali mengusulkan menggunakan cara-cara "tidak konvensional" yang berliku-liku untuk menolak aturan Born — sepenuhnya setuju. Namun, ilmuwan tersebut juga menunjukkan bahwa ada terlalu banyak probabilitas yang tidak terhitung untuk sekarang dapat berbicara tentang kemurnian percobaan. Bagaimanapun, hasil karya ini akan membuka pintu bagi umat manusia untuk memahami realitas lebih dalam.
mencetak
Dalam sebuah studi tentang perilaku partikel kuantum, para ilmuwan dari Australian National University telah mengkonfirmasi bahwa partikel kuantum dapat berperilaku sangat aneh sehingga seolah-olah mereka melanggar prinsip kausalitas.
Asas ini adalah salah satu hukum dasar yang jarang diperdebatkan oleh sedikit orang. Meskipun banyak kuantitas dan fenomena fisik tidak berubah jika kita membalikkan waktu (genap-T), ada prinsip dasar yang ditetapkan secara empiris: peristiwa A dapat mempengaruhi peristiwa B hanya jika peristiwa B terjadi kemudian. Dari sudut pandang fisika klasik - hanya kemudian, dari sudut pandang SRT - kemudian dalam kerangka acuan apa pun, yaitu, berada di kerucut cahaya dengan titik di A.
Sejauh ini, hanya penulis fiksi ilmiah yang melawan "paradoks kakek yang terbunuh" (saya ingat sebuah cerita di mana ternyata kakek tidak ada hubungannya sama sekali, tetapi harus berurusan dengan nenek). Dalam fisika, perjalanan ke masa lalu biasanya dikaitkan dengan perjalanan lebih cepat dari kecepatan cahaya, dan sejauh ini semuanya tenang dengan ini.
Kecuali satu momen - fisika kuantum. Ada banyak hal aneh di sana. Di sini, misalnya, adalah eksperimen klasik dengan dua celah. Jika kita menempatkan penghalang dengan celah di jalur sumber partikel (misalnya, foton), dan meletakkan layar di belakangnya, maka kita akan melihat strip di layar. Logikanya. Tetapi jika kita membuat dua slot di penghalang, maka di layar kita tidak akan melihat dua garis, tetapi pola interferensi. Partikel yang melewati celah mulai berperilaku seperti gelombang dan saling berinterferensi. 
Untuk menghilangkan kemungkinan bahwa partikel saling bertabrakan dengan cepat dan karena itu tidak menggambar dua garis yang jelas di layar kami, kami dapat melepaskannya satu per satu. Dan tetap saja, setelah beberapa waktu, pola interferensi akan digambar di layar. Partikel secara ajaib mengganggu diri mereka sendiri! Ini jauh lebih tidak logis. Ternyata partikel melewati dua celah sekaligus - jika tidak, bagaimana bisa mengganggu?
Dan kemudian - bahkan lebih menarik. Jika kita mencoba memahami celah seperti apa yang dilalui partikel, maka ketika kita mencoba untuk menetapkan fakta ini, partikel-partikel tersebut secara instan mulai berperilaku seperti partikel dan berhenti mengganggu dirinya sendiri. Artinya, partikel praktis "merasakan" kehadiran detektor di dekat celah. Selain itu, interferensi diperoleh tidak hanya dengan foton atau elektron, tetapi bahkan dengan partikel yang agak besar menurut standar kuantum. Untuk mengesampingkan kemungkinan bahwa detektor entah bagaimana "merusak" partikel yang masuk, eksperimen yang cukup rumit dilakukan.
Misalnya, pada tahun 2004 percobaan dilakukan dengan seberkas fullerene (molekul C 70 yang mengandung 70 atom karbon). Berkas dihamburkan pada kisi difraksi yang terdiri dari sejumlah besar celah sempit. Pada saat yang sama, para peneliti dapat secara terkendali memanaskan molekul yang terbang dalam sinar menggunakan sinar laser, yang memungkinkan untuk mengubah suhu internal mereka (energi rata-rata dari getaran atom karbon di dalam molekul ini).
Setiap benda yang dipanaskan memancarkan foton termal, spektrumnya mencerminkan energi rata-rata transisi antara kemungkinan keadaan sistem. Berdasarkan beberapa foton seperti itu, pada prinsipnya dimungkinkan untuk menentukan lintasan molekul yang memancarkannya, dengan akurasi hingga panjang gelombang kuantum yang dipancarkan. Semakin tinggi suhu dan, karenanya, semakin pendek panjang gelombang kuantum, semakin akurat kita dapat menentukan posisi molekul dalam ruang, dan pada suhu kritis tertentu, akurasi akan cukup untuk menentukan celah spesifik mana hamburan terjadi. .
Oleh karena itu, jika seseorang mengelilingi instalasi dengan detektor foton yang sempurna, maka, pada prinsipnya, ia dapat menentukan di celah mana dari kisi difraksi fullerene dihamburkan. Dengan kata lain, emisi kuanta cahaya oleh sebuah molekul akan memberikan informasi kepada peneliti untuk memisahkan komponen superposisi yang diberikan oleh detektor transit kepada kita. Namun, tidak ada detektor di sekitar instalasi.
Dalam percobaan, ditemukan bahwa dengan tidak adanya pemanasan laser, pola interferensi diamati yang sepenuhnya analog dengan pola dari dua celah dalam percobaan dengan elektron. Dimasukkannya pemanas laser pertama-tama mengarah pada melemahnya kontras interferensi, dan kemudian, ketika daya pemanasan meningkat, pada hilangnya efek interferensi sepenuhnya. Ditemukan bahwa pada suhu T< 1000K молекулы ведут себя как квантовые частицы, а при T >3000K, ketika lintasan fullerene "ditetapkan" oleh lingkungan dengan akurasi yang diperlukan - seperti benda klasik.
Dengan demikian, lingkungan ternyata mampu berperan sebagai detektor yang mampu mengisolasi komponen superposisi. Di dalamnya, ketika berinteraksi dengan foton termal dalam satu atau lain bentuk, informasi tentang lintasan dan keadaan molekul fullerene dicatat. Dan sama sekali tidak masalah melalui informasi apa yang dipertukarkan: melalui detektor yang dipasang khusus, lingkungan atau seseorang.
Untuk penghancuran koherensi negara-negara dan hilangnya pola interferensi, hanya keberadaan mendasar dari informasi yang penting, melalui celah mana partikel itu lewat - dan siapa yang akan menerimanya, dan apakah ia akan menerimanya, tidak lagi penting. . Hanya penting bahwa informasi tersebut secara fundamental mungkin untuk diperoleh.
Apakah menurut Anda ini adalah manifestasi paling aneh dari mekanika kuantum? Tidak peduli seberapa. Fisikawan John Wheeler mengusulkan eksperimen pemikiran pada akhir 1970-an yang disebutnya "eksperimen pilihan yang tertunda". Alasannya sederhana dan logis.
Nah, katakanlah foton entah bagaimana tahu bahwa itu akan atau tidak akan dicoba untuk dideteksi sebelum mendekati celah. Bagaimanapun, dia perlu entah bagaimana memutuskan - untuk berperilaku seperti gelombang dan melewati kedua celah sekaligus (agar lebih sesuai dengan pola interferensi di layar), atau berpura-pura menjadi partikel dan hanya melewati salah satu dari keduanya. celah. Tapi dia perlu melakukannya sebelum dia melewati celah, kan? Setelah itu, sudah terlambat - terbang ke sana seperti bola kecil, atau ikut campur sepenuhnya.
Jadi mari, Wheeler menyarankan, jauhkan layar dari retakan. Dan di belakang layar kami juga akan menempatkan dua teleskop, yang masing-masing akan difokuskan pada salah satu celah, dan hanya akan merespons lewatnya foton melalui salah satu celah tersebut. Dan kami akan menghapus layar secara sewenang-wenang setelah foton melewati celah, tidak peduli bagaimana ia memutuskan untuk melewatinya.
Jika kita tidak melepas layar, maka, secara teori, harus selalu ada pola interferensi di atasnya. Dan jika kita melepaskannya, maka foton akan memasuki salah satu teleskop sebagai partikel (melewati satu celah), atau kedua teleskop akan melihat cahaya yang lebih lemah (melewati kedua celah, dan masing-masing melihat bagiannya sendiri). pola interferensi).
Pada tahun 2006, kemajuan dalam fisika memungkinkan para ilmuwan untuk benar-benar melakukan eksperimen semacam itu dengan foton. Ternyata jika layar tidak dilepas, pola interferensi selalu terlihat di atasnya, dan jika dilepas, maka selalu mungkin untuk melacak celah mana foton lewat. Berdebat dari sudut pandang logika yang akrab bagi kita, kita sampai pada kesimpulan yang mengecewakan. Tindakan kita untuk memutuskan apakah kita menghapus layar memengaruhi perilaku foton atau tidak, meskipun faktanya tindakan itu ada di masa depan sehubungan dengan "keputusan" foton tentang cara melewati celah. Artinya, baik masa depan mempengaruhi masa lalu, atau ada sesuatu yang salah secara fundamental dalam interpretasi apa yang terjadi dalam eksperimen dengan celah.
Ilmuwan Australia mengulangi percobaan ini, hanya alih-alih foton mereka menggunakan atom helium. Perbedaan penting dari percobaan ini adalah fakta bahwa atom, tidak seperti foton, memiliki massa diam, serta derajat kebebasan internal yang berbeda. Hanya alih-alih penghalang dengan slot dan layar, mereka menggunakan kisi-kisi yang dibuat menggunakan sinar laser. Ini memberi mereka kemampuan untuk segera memperoleh informasi tentang perilaku partikel.
Seperti yang diharapkan (walaupun orang seharusnya tidak mengharapkan apa pun dengan fisika kuantum), atom berperilaku dengan cara yang persis sama seperti foton. Keputusan tentang apakah akan ada "layar" di jalur atom dibuat berdasarkan pengoperasian generator bilangan acak kuantum. Generator dipisahkan oleh standar relativistik dari atom, yaitu, tidak mungkin ada interaksi di antara mereka.
Ternyata atom individu, yang memiliki massa dan muatan, berperilaku dengan cara yang persis sama seperti foton individu. Dan meskipun ini bukan pengalaman paling terobosan di bidang kuantum, itu menegaskan fakta bahwa dunia kuantum sama sekali tidak seperti yang kita bayangkan.
