Translate

суббота, 25 февраля 2017 г.

Вопрос о квантовом стирании данных (управляет ли будущее прошлым)

В "опыте Юнга" электроны (фотоны) из электронной (фотонной) пушки пролетают через одну или две щели в преграде и оставляют след на экране.

При пролете через одну щель электроны оставляют одну полоску на экране напротив щели, как будто, электрон - частица.

Интересное происходит при пролете через 2 щели в преграде.


При пролете через две щели электроны проявляют себя как волна (интерференционная картина из множества полос как результат наложения 2 волн, исходящих из каждой щели).

Позже этот опыт усовершенствовали до такой степени, что смогли стрелять не пучком электронов, а отдельными электронами. Для интереса решили наблюдать, через какую из 2 щелей пролетел каждый электрон. И под наблюдением к изумлению ученых на экране появились две полоски (то есть, электроны вели себя как частицы).

Что значит "наблюдать"? Это значит, на пути полета частицы ставился специальный детектор, который подавал сигнал, если через него пролетала частица.

Получается 2 возможных варианта:
1. Поведение электрона зависит от того, ведется ли за ним наблюдение или нет. 
Либо

2. На электрон влияет то техническое устройство ("детектор"), которое фиксирует через какую щель он летит
К еще большему удивлению ученых выяснилось, что результат одинаков для разных видов детекторов, точнее для разных технологий наблюдения. При чем, тот же результат для фотонов и некоторых других частиц. Наблюдение влияет поведение.

У очень серьезных ученых возникла ненаучная мистическая гипотеза, что на поведение частиц влияет информация о записи данных. Чтобы разобраться с этим, решили усложнить опыт так, чтобы полностью исключить влияние детектора. Решили обхитрить природу. Каким образом? Поставили эксперимент так, чтобы детектор срабатывал ПОСЛЕ того как частица уже проявила себя либо как частица, либо как волна.

Как именно стираются данные? Квантовым методом. Это называется "Эксперимент квантового ластика". (иностранное слово "Ластик" - это аналог стирательной резинки, то есть, средство удаления информации).

Вот самое главное оттуда:
Основной результат эксперимента заключается в том, что не имеет значения, был процесс стирания выполнен до или после того, как фотоны достигли экрана детектора.[1][2]
В чем суть эксперимента? В начале пути полета фотона к экрану его помечают определенным образом, чтобы знать через какую щель он пролетит. И тогда, будучи помеченным, он оставляет на экране точечный след, как частица. А, если на пути полета к экрану с этого же фотона снять уже поставленную метку (стереть квантовым ластиком), то, этот фотон оставит на экране след как волна (интерференционная картина).

А теперь самое интересное. У этого эксперимента есть вариант с возможностью удалить информацию "после того как", после того как фотон достигнет экрана. И о чудо! Выяснилось, что если метку стереть уже "после того как", то это стирание влияет на след на экране оставленный ранее! То есть, будущее действие повлияло на прошлое событие.

Этот вариант эксперимента называется "Эксперимент квантового ластика с отложенным выбором".

Возникает вопрос: каким образом можно стереть метку с фотона после того как он уже прилетел на экран? Разве такое возможно?

Возможно! Для этого из одного фотона создают два, каждый из которых обладает половиной энергии исходного фотона. Это называется "запутанная пара" фотонов. Эти 2 фотона так связаны между собой, что находясь на любом расстоянии друг от друга, обладают взаимосвязанными свойствами таким образом, что изменения какого либо параметра одного фотона запутанной пары очень быстро влияют на этот же параметр другого фотона, даже если он находится на другом краю вселенной.

Что такое очень быстро? Это по крайней мере в 100 000 раз быстрее скорости света!!! (А возможно, эта скорость передачи информации внутри запутанной пары вообще бесконечна!!!). 

Итак, в начале фотон пропускается через кристалл бета-бората бария (BBO), который преобразует единичный фотон в пару запутанных фотонов пониженной частоты которые летят в разные стороны. Их называют условно сигнальный и холостой. Сигнальный пролетает через 2 щели на экран, где и оставляет след как от частицы или как след от волны. А вот холостой летит в другую сторону, не будучи ограниченным расстоянием до экрана. И именно над ним производится манипуляция по снятию метки, после чего детектор не может определить через какую щель пролетел сигнальный фотон.

***

В пользу того, что на результат влияет сам факт наблюдения, а не наличие физического детектора, говорит то, что самые выдающиеся нобелевские физики 20 века Эйнштейн, Бор и другие много обсуждали это явление. Если бы всё упиралось в обычное физическое влияние детектора, никто бы не удивился, и говорить было бы не о чем. Напротив, ученые повыдвигали много сложных теорий по объяснению феномена. Точнее, по законам микромира на основании открытого феномена  при котором будущее наблюдение как-то влияет на прошлое событие. В частности, Эйншейн так выразился:
«Вы действительно верите в то, что Луны нет на небе, пока мы не взглянем на неё?»
Из того что я накопал в интернете выходит, что в дискуссиях на русском языке народ разделился на 2 категории - одни считают, что хоть стирай данные, хоть не стирай, всё равно, на экране будут 2 полоски, другие считают что при стирании данных с детекторов на экране получится волновая картина с множеством полос (более 2).

Я брал инфу, в том числе, отсюда:

Опыт Юнга объясняет Том Кэмпбел. 
Корпускулярно-волновой дуализм

(текстовая версия тут http://lampalap.blogspot.com/2014/12/blog-post_16.html)
Насколько авторитетен Том Кэмпбел - не знаю. Может он поклонник мистики?

Вот инфа о нём:
Том Кэмпбелл (Thomas Campbell) - физик-ядерщик, работал на NASA.  
Автор книги «My Big TOE» (Theory of Everything - Всеобщая теория). http://www.koob.ru/campbell_t/
Вот его сайт http://www.my-big-toe.com/ 

***

все эти квантовые дела подробно описываются словами и картинками со схемами в книге Грина Брайана "Ткань космоса: Пространство, время и текстура реальности" http://e-libra.ru/read/311672-tkan-kosmosa:-prostranstvo,-vremya-i-tekstura-realnosti.html . В сети многие цитируют эту книгу.
Бра́йан Рэ́ндолф Грин (англ. Brian Randolph Greene, 9 февраля 1963 года) — физик-теоретик и один из наиболее известных струнных теоретиков[1], с 1996 года является профессором Колумбийского университета.
Математические способности Брайана были настолько высоки, что в двенадцать лет он начал брать частные уроки у профессора Колумбийского университета, поскольку к тому времени он уже освоил школьную программу.
После окончания Стайвесантской школы (Stuyvesant High School) Брайан Грин в 1980 году поступил на физический факультет Гарвардского университета, где получил степень бакалавра. Став обладателем стипендии Родса, он продолжил обучение в Оксфордском университете и в 1987 году получил докторскую степень. 
В 1996 году Грин перешёл в Колумбийский университет, где он работает по сей день. В Колумбийском университете Грин является содиректором университетского Института струн, космологии и астрофизики (ISCAP) и руководит исследовательской программой, посвящённой приложению теории струн к проблемам космологии. До этого, с 1990 года, Грин работал на физическом факультете Корнеллского университета. Там он стал профессором в 1995 году. 
Профессор Грин часто даёт лекции вне стен университетских аудиторий, как на популярном, так и на специальном уровне, в более чем двадцати пяти странах. 
Один из его последних проектов — организация ежегодного Всемирного фестиваля науки (World Science Festival), который проходит в Нью-Йорке с 2008 года.[2] 
Брайан Грин — вегетарианец с детства и веган с 1997 года[3] 
Книга Брайана Грина «Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории» (1999)[4] была первой попыткой популяризации теории струн и М-теории. Она стала финалистом Пулитцеровской премии в разделе нехудожественной литературы и лауреатом премии The Aventis Prizes for Science Books в 2000 году. 
Эта книга легла в основу телевизионного научно-популярного минисериала на канале PBS, а профессор Грин выступил в роли ведущего. Его вторая книга «Ткань космоса: Пространство, время и текстура реальности» (2004) является ещё более популяризированной версией «Элегантной Вселенной».
***

В этом видео https://www.youtube.com/watch?v=SnQkTfSpfOU ("ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ВИРТУАЛЬНОСТИ НАШЕГО МИРА") на времени 10:35 это называется эксперимент с "отложенным выбором" и что этот эксперимент проведен в 2006 году.

***

Лев Худой
Я в ВК, ФБ, ОК, ЖЖ, G+

***

Вот вопрос, который я буду рассылать:
Здравствуйте!  
Скажите пожалуйста, правильно ли я понял эффект квантового стирания, и если нет, то в каком пункте ошибка:

1. Электроны при пролете через 1 щель оставляют 1 полоску на экране.

2. При пролете через 2 щели электроны проявляют себя как волна (интерференционная картина), если не наблюдать за тем, через какую щель они пролетали. А если наблюдать, то на экране будет 2 полоски (то есть, электроны вели себя как частицы)

3. Если во время эксперимента наблюдать за пролетом частиц через каждую щель, но, эти данные стереть ПОСЛЕ того как частица долетит до экрана, то на экране мы увидим волновую картину, а не две полоски.

Подробности тут http://levhudoi.blogspot.com/2017/02/kvant.html
Спасибо
Более короткая формулировка вопроса:
если стирать метку с "холостого" фотона запутанной пары ПОСЛЕ того как его "сигнальный" фотон уже долетел до детектора, то, восстановится интерференционная картина, которую создает сигнальный фотон. Подробности тут http://levhudoi.blogspot.com/2017/02/kvant.html

18 комментариев:

  1. Ни разу не слышал об интерференции электронов на щелях, только на кристаллах. Более того говорили, что каждый электрон ведёт как частица, но толпа электронов даёт интерференционную картинку. Ни разу не слышал, чтобы электроны отлавливали поштучно.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Очень странная фигня. Во-первых, не электроны, а фотоны. Во-вторых, фотон, он не волна и не частица. Фотон -- это волновая функция и физика в блокноте. Есть способ выбить из реального атома одну частицу, которая будет описываться уравнением фотона, которая пролетит сразу через обе щели. Но здесь нет большой беды -- волновая функция описывает и волны и частицы в зависимости от свертки. А если мы поставим детектор, то сам по себе детектор "свертывает" волновую функцию в сингулярную, и частица начинает описываться уравнением частицы, а не волны. Почему? Потому что детектор "упрощает" волновую функцию (нет таких детекторов, которые бы не влияли на исследуемый объект).

      В-третьих, стирай результаты, не стирай, разницы быть не должно. Детектор, он сам по себе наблюдатель.

      В-четвертых, эксперимент с "квантовым ластиком" довольно прост: из фотона делают два спутанных фотона. Фотон 1 -- сигнальный, он приходит на свою мишень быстро и рисует какую-то картинку. Фотон 2 -- холостой, он проходит через две щели (позже, чем это сделал фотон 1), а потом рисует картинку на экране. При этом оказывается, что фотоны 1 и 2 рисуют одинаковую картинку, вне зависимости от того, есть ли детектор для фотона 2 или нет. То есть кажется, что фотон 1 "знает", что случится с фотоном 2 в будущем. Давайте еще раз посчитаем события: 1) фотон превращается в два запутанных фотона, 2) фотоны пускаются по разным траекториям, 3) сигнальный фотон рисует картинку, 4) холостой фотон проходит через две щели, 5) холостой фотон рисует либо картинку как частица, либо как волна.

      Объяснение этого парадокса просто -- "информация" о детекторе возникает задолго до пункта 1. То есть реально есть пункт 0) экспериментатор выбирает, наблюдает ли он за щелью или нет. Пункт 0 как раз и приводит к коллапсу фазовой функции, и случается он еще до всего остального.

      Если же попытаться "бросать монетку" между 3 и 4 -- то мы разрушим квантовую запутанность фотонов, и сигнальный фотон будет все время рисовать полоску.

      Удалить
    2. ничего не понятно кроме одного. Детектор не влияет а влияет факт наблюдения. Это признала наука. В том числе Эйнштейн. Вопрос лишь в объяснении этого. А Вы написали наоборот.

      Удалить
    3. представьтесь кто вы - дайте ссылку на свои профили в соцсетях.

      Удалить
    4. Вы хотите найти определенность в неопределенности - врядли получится .
      Принцип неопределённости Гейзенбе́рга (или
      Га́йзенберга ) в квантовой механике — фундаментальное соображение (соотношение неопределённостей), устанавливающее предел точности одновременного определения пары характеризующих систему квантовых
      наблюдаемых, описываемых
      некоммутирующими операторами (например,
      координаты и импульса, тока и напряжения, электрического и магнитного поля). Более доступно он звучит так: чем точнее измеряется одна характеристика частицы, тем менее точно можно измерить вторую. Соотношение неопределённостей[* 1] задаёт нижний предел для произведения среднеквадратичных отклонений пары квантовых наблюдаемых. Принцип неопределённости, открытый Вернером Гейзенбергом в 1927 г., является одним из краеугольных камней физической квантовой механики. Является следствием принципа корпускулярно-волнового дуализма

      Удалить
    5. какое отношение ваш комментарий имеет к моей статье?

      Скажите пожалуйста, правильно ли я понял квантовый эффект наблюдателя, и если нет, то в каком пункте ошибка:

      1. Электроны при пролете через 1 щель оставляют 1 полоску на экране.

      2. При пролете через 2 щели электроны проявляют себя как волна (интерференционная картина), если не наблюдать за тем, через какую щель они пролетали. А если наблюдать, то на экране будет 2 полоски (то есть, электроны вели себя как частицы)

      3. Если во время эксперимента не наблюдать за пролетом электронов через каждую щель, а записать показатели детекторов обоих щелей о пролете через них каждого электрона, но, эти данные не изучить, а сразу уничтожить, то мы получим на экране волновую картину, а не две полоски. А если данные не уничтожать, а изучить после опыта, то, на экране получится 2 полоски напротив щелей.

      Подробности тут http://levhudoi.blogspot.com/2017/02/kvant.html
      Спасибо

      Удалить
  2. (несколько раз отправлял этот комментарий, но он не отображается почему-то)
    Я таки разобрался с этим майндфаком. Как обычно, понадобилась только википедия да немного здравого смысла.
    Основная статья -- описание эксперимента "квантового стирания данных":
    https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_eraser_experiment
    Этот эксперимент исследует "квантовую запутанность" -- явление, которое я лично для себя объяснить не в состоянии. Суть его в том, что если фотон пустить через специальный кристалл, то из кристалла выйдет уже два фотона, притом так, что если что-то сделать с одним фотоном, то внезапно этот же эффект испытает и второй. Как и почему -- сам не знаю. Один фотон сразу идёт в датчик, второй идёт к парной щели, а после неё -- к датчику.
    У каждой электромагнитной волны есть поляризация (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD), для образования интерференционной картины она должна быть одинаковой у всех фотонов, не важно, идут они пучком или последовательностью. Так вот, если одному запутанному фотону поляризацию изменить в одну сторону, а второму в равной мере -- в другую, то интерференция восстановится.
    ВСЁ. Больше ничего в этом эксперименте нет.

    Есть, однако, другой эксперимент -- "Квантовое стирание данных отложенного выбора" (https://en.wikipedia.org/wiki/Delayed_choice_quantum_eraser). Он использует ту же установку, но отвечает на другой вопрос. Предположим, что если фотону не мешать при прохождении через пару щелей, то он ведёт себя, как волна, а если помешать -- то как частица. Так вот, эксперимент показал, что фотон когда угодно проявляет свойства и того, и другого.

    Сами видите, что из этих экспериментов раздули впоследствии

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Спасибо.
      1. Как с Вами связаться?
      2. "Один фотон сразу идёт в датчик, второй идёт к парной щели, а после неё -- к датчику"
      -Вы уверены? Может быть, а после неё -- не к датчику, а на экран? Пивеите цитату на английском с этой фразой.

      3. "эксперимент показал, что фотон когда угодно проявляет свойства и того, и другого" - нужна цитата на английском.




      Удалить
    2. 1) Связаться можно через гугл, если что (думаю, догадаетесь)

      2) Именно к датчику:
      "One photon goes directly to a detector, while the second photon passes through the double-slit mask to a second detector. Both detectors are connected to a coincidence circuit, ensuring that only entangled photon pairs are counted. A stepper motor moves the second detector to scan across the target area, producing an intensity map. This configuration yields the familiar interference pattern."
      Плюс по ссылке есть схема эксперимента

      3) Вот:
      "If a photon in flight is interpreted as being in a so-called "superposition of states", i.e. if it is interpreted as something that has the potentiality to manifest as a particle or wave, but during its time in flight is neither, then there is no time paradox. This is the standard view, and recent experiments have supported it."

      Что-нибудь ещё?

      Удалить
  3. Стреляют электронами?!!! Хоть один человек сопоставил данные? Ну в кучу то что дано в разных "научных трудах".
    Что такое материя? Это набор атомов состоящих из электронов?
    По сути материя это куча электронов.
    Электричество это поток электронов.
    Электромагнитное поле это участок пространства пере насыщенный электронами. Электроны все одинаковые.
    Электрон это частица. Фотон это частица. Фотон это электрон несущий свет.
    Ускоритель частиц создает мощное электромагнитное поле (очень большую концентрацию электронов).
    В колбе (стенки состоят из кучи электронов) при нагревании вытаскивают электромагнитной ловушкой (куча электронов) один электрон.
    Этот один электрон в куче электронов запихивают в еще большую кучу электронов, и заставляют пучком лететь в мишень. И из пучка огромного количества электронов чудесным образом они (наученные неизвестно кем и зачем) видят только один который что то там на мишени сотварил!!!
    При этом ни фотографий нет, ни пояснений как такое чудо возможно.
    А объясняется вся эта ахинея просто. Один дебил придумал (от чрезмерного ума и кучерявых пейсов) теорию которая не соответствует реальности, а остальные подгоняют под эту теорию все до чего дотягиваются их скрюченные лапки.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. "Фотон это электрон несущий свет."
      Люцифер!

      Удалить
  4. Я слыхал, что зачем-то испускали фотоны через пару щелей попеременно и неожиданно обнаружили, что один фотон даёт интерференцию на экране, как будто бы прошел одновременно обе щели и интерферировал сам с собой. После установки детекторов перед щелями это безобразие прекратилось)

    ОтветитьУдалить

  5. 1) Честный ответ на неравенства Белла только один - бесконечная скорость связи между частицами
    ( дальнодействие).
    Близкодействие фактически получается, уже на макроуровне.
    Парадокс кота Шредингера тому пример.

    Подсказка: есть факторы для этого, то есть количество переходит в качество.

    2) Для них не существует ни прошлого, ни будущего.
    Они появляются на макроуровне.

    Подсказка: есть факторы для этого, то есть количество переходит в качество.

    3) Должны быть какие-то
    небольшие, но макроскопически, эффекты изменения прошлого, которые вы видимо и наблюдали, раз уж занялись
    вопросом "квантового ластика".

    ОтветитьУдалить
  6. Есть ряд неточностей.
    1) В экспериментах, упоминаемых в статье, фотоны метились поляризаторами, находящимися по обе стороны от щелей. Детектор улавливал поляризацию. После того, как пролетели тысячи частиц, результаты обрабатывались компьютером: где были частицы с какой поляризацией и каково общее распределение частиц. Для других частиц типа электронов способы пометки другие.
    2) Правильная формулировка той околонаучной гипотезы звучит так: "На поведение фотонов влияет факт получения нами информации о них". Более правильная гипотеза звучит так: "Поскольку единственный способ узнать, как ведёт себя конкретный фотон, -- это изменить его поведение, то наши попытки исследования поведения частиц вынужденно меняют его".
    3) Один фотон может пролететь как угодно. Даже если должна быть интерференционная картина, он всё равно может прилететь на место, характерное для отсутствия интерференционной картины, и наоборот. Есть интерференционная картина или нет -- решается после того, как эксперимент прошли тысячи фотонов. Тысячи с проставленными метками и тысячи с проставленными, а затем стёртыми метками.
    4) В связи с этим эксперимент с "отложенным выбором" не может показать, меняется ли место попадания первого запутанного фотона после того, как до датчика долетел второй. Он просто показывает, что если перед вторым датчиком стирать метки, то на первом датчике начинает проявляться интерференционная картина. Остальное додумывает интерпретатор эксперимента. Кстати, люди, проводившие эксперимент по отложенному стиранию меток, интерпретировали результат так: фотон всегда проявляет свойства и частицы, и волны.

    А вот квантовая запутанность -- да, это большая загадка природы, которую я объяснить для себя не могу

    ОтветитьУдалить
  7. о прикладном применении квантовой запутанности и залипании фотонов подробно
    в главе 4 http://kniga-bessmertie.ru

    ОтветитьУдалить

  8. " Честный ответ на неравенства Белла только один - бесконечная скорость связи между частицами ( дальнодействие)" - но
    в четырехмерном пр-ве.

    То есть "action at distance" и в пространстве, и во времени.
    Независимо от удаления частиц в пр-ве и времени.

    Приывчная причинность для микрочастиц, таким образом, не существует, там причина и следствие тесно связаны до такой степени, что могут меняться местами.

    "Отложенное дальнодействие" или "запаздывающее дальнодействие" -эта теория была разработана ещё
    в 70-х годах ХХ века.
    Она вводит причинность уже в привычном понимании ( где причина предшествует следствию).


    Эскурс в историю:

    " Согласно теории дальнодействия кулоновская сила, действующая на электрический заряд, сразу же изменится, если соседний заряд сдвинуть с места. С точки зрения действия на расстоянии иначе быть не может: ведь один заряд непосредственно через пустоту чувствует присутствие другого.  [2]

    В теории дальнодействия, предшествовавшей теории близко-действия, считалось, что все взаимодействия ( например, электромагнитные и гравитационные) распространяются с бесконечно большой скоростью, т.е. осуществляются мгновенно, непосредственно между частицами и телами, удаленными друг от друга. В настоящее время теория дальнодействия представляет лишь исторический интерес.  [3]"

    ОтветитьУдалить
  9. Почитайте:

    http://www.tart-aria.info/evangelie-ot-afanasiya-i-predpotopnaya-teoriya-efira-kak-ustroen-etot-mir

    ОтветитьУдалить