Preplitanje (eng. entanglement) je jedan od najzbunjujućih aspekata kvantne mehanike. Isprepletanost omogućava česticama da trenutno komuniciraju na ogromnim udaljenostima, kršeći pravilo da je brzinu svetlosti najveća moguća brzina. Nameće se ideja da bi isprepletanost mogla da omogući komunikaciju nadsvetlosnom brzinom. Da li je tako? Odgovor ćete naći u ovom tekstu. A ako vam se ne čita, odmah ćemo vam reći. Ne omogućavaju. Sledi zašto.
U kvantnoj mehanici, čestica zapravo nije čestica. Umesto da bude tvrda, čvrsta, precizna tačka, čestica je oblak nejasnih verovatnoća, sa verovatnoćama koje opisuju gde bismo mogli da pronađemo česticu kada krenemo da je tražimo. Ali dok zaista ne izvršimo merenje, ne možemo tačno znati sve što bismo želeli da znamo o čestici.
Ove nejasne verovatnoće su poznate kao kvantna stanja. U određenim okolnostima možemo povezati dve čestice na kvantni način, tako da jedna matematička jednačina istovremeno opisuje oba skupa verovatnoća. Kada se to dogodi, kažemo da su čestice isprepletane.
Kada čestice dele kvantno stanje, onda nam merenje osobina jedne može dati automatsko saznanje o stanju druge. Na primer, pogledajmo slučaj kvantnog spina, svojstvo subatomskih čestica. Spin grubo možemo predstaviti kao rotaciju čestice, tačnije ugaoni momenat. Za čestice poput elektrona, spin može biti u jednom od dva stanja, nagore ili nadole. Jednom kada isprepletamo dva elektrona, njihovi spinovi su u korelaciji. Isprepletanost možemo pripremiti na određeni način tako da spinovi uvek budu suprotni jedan od drugog.
Ako izmerimo prvu česticu, mogli bismo nasumično pronaći da je spin usmeren nagore. Šta nam ovo govori o drugoj čestici? Pošto smo pažljivo uredili naše isprepleteno kvantno stanje, sada znamo sa 100% apsolutnom sigurnošću da druga čestica mora biti usmerena nadole. Njeno kvantno stanje je isprepletano sa prvom česticom, i čim se napravi jedno otkrovenje, imamo i drugo.
Ali šta ako je druga čestica bila na drugoj strani sobe? Ili drugom kraju galaksije? Prema kvantnoj teoriji, čim se napravi jedan „izbor“, partnerska čestica odmah „zna“ kakav je njen spin. Čini se da se komunikacija može postići briznom većom od brzine svetlosti.
Rešenje ovog očiglednog paradoksa dolazi od proučavanja onoga što se dešava kada – i što je još važnije, ko šta zna i kada zna.
Recimo da sam ja taj koji vrši merenje čestice A, dok ste vi odgovorni za česticu B. Kada ja izvršim merenje, znam sa sigurnošću kakav spin treba da ima vaša čestica. Ali vi ne znate! Saznaćete tek kada sami izvršite merenje ili nakon što vam ja kažem! Ali u oba slučaja ništa se ne prenosi briznom većom od brzine svetlosti. Ili ćete uraditi merenje kod vas u lokalu, ili ćete sačekati da vam stigne informacija od mene.
Dok su dve čestice povezane, niko ništa ne zna unapred. Ja znam stanje vaše, od mene daleke, čestice, ali mogu da vas obavestim samo brzinom koja nije veća od brzine svetlosti. Ili da sami otkrijete stanje vaše čestice.
Dakle, dok se proces isprepletenosti dešava trenutno, proces otkrivanje se ne dešava trenutno. Moramo da koristimo dobre staromodne komunikacijske metode koje nisu brže od svetlosti da bismo imali kompletan uvid u korelaciju kvantne isprepletanosti.
Izvor: https://www.universetoday.com/170119/can-entangled-particles-communicate-faster-than-light/
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
Komentari
Kada izmerimo spin čestice A i dobijemo "gore", odmah znamo da je spin čestice B "dole", bez obzira na udaljenost između njih. Ovo je Ajnštajn nazivao "sablasnim delovanjem na daljinu" (spooky action at a distance). Osoba na drugom kraju galaksije može izmeriti spin čestice B, ali rezultat tog merenja biće slučajan i ne može se koristiti za slanje informacija brže od svetlosti. Merenjem čestice B determiniše se njen spin, ali se ne uzrokuje fizičk promena u čestici A. Zato što su i A i B bile u superpozciji, a merenjem se njhove superpozcije (talasne funkcije) urušavaju u konkretne spinove.
Ajnštajn je verovao u "lokalni realizam", što u osnovi znači da objekti imaju definisana svojstva nezavisna od merenja i da se uticaj ne može prenositi brže od svetlosti. Kvantna isprepletenost, kako su pokazali eksperimenti (posebno oni Alaina Aspecta, Johna Clausera i Antona Zeilingera, za koje su dobili Nobelovu nagradu 2022.), krši lokalni realizam. Njihov rad je potvrdio da kvantni svet funkcioniše na načine koji su u suprotnosti s našom svakodnevnom intuicijom i otvorio put novoj eri kvantnih tehnologija koje imaju potencijal da uvedu revoluciju u mnoga područja, od računarstva i komunikacija preko medicine do drugih oblasti nauke.
Recimo da prva osoba serijom promena spina pocne da salje poruku (bitovi, Morzeovi znaci, bilo sta binarno); i to potraje neko vreme.
Cemu uopste uzbunjivanje druge osobe, promene se lako uocavaju na drugoj cestici?
Promena spina druge cestice je vec samo po sebi informacija, 'dojava' da se promena desila je suvisna.
Odgovor na vaše pitanje je: Da, može se menjati spin čestice (magnetnim poljem ili sudarom sa drugim česticama) ali to se ne može upotrebiti za komunikaciju. Spregnutost definiše korelaciju, ne determinizam. Spregnutost uspostavlja snažnu vezu između svojstava dve čestie. Ako izmerimo određeno svojstvo (npr. spin) jedne čestice, odmah znamo vrednost tog svojstva za drugu česticu. Međutim, spregnutost ne određuje unapred koji će biti rezultat merenja bilo koje od tih čestica pojedinačno.
Zamislite da imate dve spregnute čestice, A i B, ge je ukupni spin nula. To znači da ako A ima spin +1/2, B mora imati spin -1/2, ili obrnuto. Pre nego što izmerimo spin bilo koje čestice, ne znamo kakav će biti rezultat. Merenje spina čestice je kao bacanje novčića: može pasti "glava” (+1/2) ili "pismo" (-1/2), s jednakom verovatnoćom. Isto važi i za merenje spina čestice B.