Хорошо. Тогда, конечно, это называется ЭПР парадокс — для двух запутанных частиц (фотонов) можно точно знать сумму координат и разность импульсов, но это очень специальный пример. В общем случае для группы частиц действуют все те же правила — скажем, и координату и импульс центра масс знать точно нельзя (для фотонов — что-нибудь типа общего места точек будет).
Давайте еще проще — пусть маятник может принимать только положения -1 или +1 с равной вероятностью. Соответственно, после столкновения и передачи импульса если у одного -1, то у другого — +1. В среднем, разумеется, состояния +- 1 оба принимают с вероятностью 0.5, а корреляция между ними будет 1 (ну или -1, как посмотреть). Теперь к этому замечания. Еще условимся, что в норме мы будем просто проверять два значения на условной линейке — +1 и -1, предполагая, что другого быть не может (пока).
Первое — в классическом мире все же в коробках маятники пребывают в строго определенном состоянии, и то, что вы его не знаете — это не значит, что объективно они не в нем. Это не так в квантовом. Там они реально физически одновременно находятся в двух состояниях.
Второе — да, условно говоря, если в классическом мире повторять этот опыт много-много раз, то в среднем они будут принимать, как я сказал, принимать с равной вероятностью значения +-1, и с корреляцией 1. В квантом мире это не совсем так. Так как квантовый осциллятор может находится одновременно в состоянии +1 и -1, можно проверить, а не был ли осциллятор в этом состоянии — взять и измерить не точно эти положения, как обычно, а что-то между ними (выбрать другой базис). В классическом случае, разумеется, никакого отклонения от статистики не предвидется — этому просто неоткуда взяться. А вот в квантовом мире, поскольку суперпозиция состояний возможна, статистика может быть другой. И вот это проверяется в экспериментах Белла, и оказывается, что и в самом деле, вероятности отличаются — корреляция оказывается сильнее, чем в классическом случае.
В том и суть, что для квантовой физики перчатка там одновременно двух цветов. В классике вы может и не знаете, но она тем не менее уже там лежит, определенного цвета. И то, что вы это потом обнаруживаете — никак не влияет на саму перчатку, а только дает вам некоторую информацию, о том что уже является объективным фактом. С квантовой точки зрения не только никто не знает, какого цвета перчатка, но и ее самая природа оказывается двойственна — она и того и того цвета сразу. И когда вы открываете коробку, вы не только получаете какую-то информацию, но и одновременно действуете на перчатку так, что она «выбирает», какого она цвета. И уже за этим следует выбор цвета второй перчаткой.
На самом деле, странность тут в другом месте. Не в том, что если одна черная, то другая обязательно белая. А в том, что до момента открытия ящика каждая из них и черная, и белая одновременно. Но когда одну из них измерили — вторая моментально оказывается в противоположном состоянии. Это как если бы перед вами лежала перчатка, и вы могли бы выбрать ее цвет, то вторая — в сотнях километров, например, — тут же стала бы противоположного цвета.
Здесь процесс очень сильно ускорен — поглощение звезды может длиться миллионы лет. Плюс в фильме показано гравитационное линзирование света, проходящего мимо черной дыры, чего на рендере нет.
Ну, справедливости ради, передача информации мнгновенно не осуществляется. Без классического канала никакой передачи все же нет (скажем, хоть частица и оказывается в определенном состоянии, нужно ее еще правильным образом измерить, чтобы получить эту информацию. А как измерять — можно передать только по классическому каналу). В этом вообще основа квантов — сверхсветовая передача информации невозможна.
Любомытно тут другое — что оказывается, этот выбор — белая или черная перчатка — в квантовом мире совершается не тогда, когда перчатки кладут в коробки (случайным образом, конечно), а когда эти коробки открывают. Казалось бы, какая разница? Перчатка же лежит в запакованной коробке, и никуда из нее не девается. Оказывает, что разница есть — в статистике. Если вы повторяете этот опыт много раз с классической перчаткой, вы всегда 50/50 находите то белую, то черную. И как вы ни изощряйтесь, ничего другого не получится. А вот если перчатка квантовая, можно исхитриться (и это опыт Белла) и сделать так, что статистика будет другая, невозможная в классическом мире.
Ну, в данном эксперименте речь идет о микросекундах, что довольно много по меркам квантовых экспериментов. Другое дело, что наличие запутанности это не обязательно нарушение неравенств Белла. То есть, может быть, что запутанность еще есть, а нарушения — уже нет. Поэтому характерную временную шкалу тут сложно определить… Но мне кажется, даже несколько сотен наносекунд должно быть достаточно, чтобы различить две интерпретации, учитывая разрешающую способность эксперимента до единиц наносекунд.
А источники декогеренции для запутанных частиц еще более фундаментальны — просто тепловое движение самой частицы, ЭМ излучение, и даже гравитация (возможно, некоторые говорят).
Проблема в том, что запутанность «выживает» очень короткое время — обычно происходит декогеренция под воздействием разных факторов. То есть, хотя теоретически частицы должны быть запутаны хоть год, в реальности эта запутанность разрушается. В качестве аналогии — если две частицы унесли равный импульс, то абстрактно он должен сохраниться за ними в любой момент. В реальности они сталкиваются с другими частицами, на них светит свет, и все это меняет их импульс. Так что в итоге довольно скоро уже никакой корелляции не останется.
Но, во-первых, эффект работает только в ближней зоне — при касании волосом, так что покуда не совать бритву в глаз — ничего не будет. Затухание излучения экспоненциально.
Во-вторых — вообще говоря, поднесение волоса эквивалентно внесению источника потерь, и совсем не все 1W будет поглощаться моментально. В таком режиме вполне возможно поддерживать резонанс в непрерывном режиме, если, скажем, из этого 1W треть будет идти на пережигание волоса, а остальное — оставаться в резонаторе. Так что мой предыдущий комментарий был неверен, и схема может работать.
Да, это правда, я не знаю, сколько нужно энергии для пережигания волоса. Но и на видео требуется несколько «заходов» для пережигания. А мощность как высвобождается, так и накапливается быстро.
На самом деле, можно посчитать. Предположим, что устройство действительно таково: лазерный диод (для примера возьмем среднюю мощность в 10mW — как у указки), луч идет через оптоволокно в оптоволоконный Фабри-Перо резонатор. Чтобы иметь циркулирующую мощность в 0.3-1W, финесс резонатора должен быть около 100:
Финесс определяется потерями и коэффициентом отражения зеркал. Несложно оценить, что при коэффициенте отражения в 97% по мощности для обоих зеркал как раз получаем финесс около 100. Соответственно, можно пересчитать возможные потери, хотя они пренебрежимо малы на таких расстояниях.
Ширина полосы такого резонатора будет пара сотен мегагерц, то есть, при разрыве нити будет высвобожден импульс мощностью 1W длительностью несколько наносекунд — этого недостаточно для сколь либо значимого ущерба здоровью.
Предполагая, что оптоволокно действительно одномодовое и с достаточно узкой шириной полосы, и что излучение на выбранной частоте слабо поглощается кожей (заявления патента), получаем, что в норме излучения почти нет, в резонаторе просто образуется стоячая волна и стоит себе там. При касании кожи почти ничего не происходит, так как хоть граничное условие и меняется, излучение этой частоты не поглощается кожей, соответственно, связь не устанавливается и перекачки энергии не идет, изулчение просто разлетается во все стороны. При касании волоса какие-то молекулы имеют полосу поглощения на этой частоте, так что энергия поглощается эффективно. Итог — нет ожогов, безопасно для глаз, и т.п.
Даже в стоимость укаладывается — самое дорогое будет покрытие зеркал, и исходя из цен на оптоволоконные зеркала (около 80$ за штуку), покрытие при массовом производстве будет дешевле. Так что в полторы сотни вполне укладываются:)
Другое дело, что видео выглядит и вправду фейково…
Ничего не говорю про то, что они там на самом деле используют, но, справедливости ради, замечу, что все не совсем фантастично.
Из патента ясно, что действительно используется то, о чем я написал выше — когда оптоволкно соприкасается с волосом, из-за разницы в коэффициентах преломления большая часть энергии поглощается волосом, и он перегорает.
Что касается мощности — потери в самом волокне чрезвычайно малы, и если там используется что-то типа резонатора Фабри-Перо, то большая мощность не проблема даже с диодным лазером. Опять же, при разрыве волокна вся накопленная мощность рассеивается и там уже светят милливаты, которые безопасны.
Как-то так может — граничное условие выполняется в ближнем поле не идеально (например, волокно без внешней оболчки и граничит непосредственно с воздухом), то небольшая часть ЭМ излучается наружу, и может взаимодействовать с близко поднесенным объектом. Хотя в реальности как-то сомнительно…
Первое — в классическом мире все же в коробках маятники пребывают в строго определенном состоянии, и то, что вы его не знаете — это не значит, что объективно они не в нем. Это не так в квантовом. Там они реально физически одновременно находятся в двух состояниях.
Второе — да, условно говоря, если в классическом мире повторять этот опыт много-много раз, то в среднем они будут принимать, как я сказал, принимать с равной вероятностью значения +-1, и с корреляцией 1. В квантом мире это не совсем так. Так как квантовый осциллятор может находится одновременно в состоянии +1 и -1, можно проверить, а не был ли осциллятор в этом состоянии — взять и измерить не точно эти положения, как обычно, а что-то между ними (выбрать другой базис). В классическом случае, разумеется, никакого отклонения от статистики не предвидется — этому просто неоткуда взяться. А вот в квантовом мире, поскольку суперпозиция состояний возможна, статистика может быть другой. И вот это проверяется в экспериментах Белла, и оказывается, что и в самом деле, вероятности отличаются — корреляция оказывается сильнее, чем в классическом случае.
Во-вторых — вообще говоря, поднесение волоса эквивалентно внесению источника потерь, и совсем не все 1W будет поглощаться моментально. В таком режиме вполне возможно поддерживать резонанс в непрерывном режиме, если, скажем, из этого 1W треть будет идти на пережигание волоса, а остальное — оставаться в резонаторе. Так что мой предыдущий комментарий был неверен, и схема может работать.
Финесс определяется потерями и коэффициентом отражения зеркал. Несложно оценить, что при коэффициенте отражения в 97% по мощности для обоих зеркал как раз получаем финесс около 100. Соответственно, можно пересчитать возможные потери, хотя они пренебрежимо малы на таких расстояниях.
Ширина полосы такого резонатора будет пара сотен мегагерц, то есть, при разрыве нити будет высвобожден импульс мощностью 1W длительностью несколько наносекунд — этого недостаточно для сколь либо значимого ущерба здоровью.
Предполагая, что оптоволокно действительно одномодовое и с достаточно узкой шириной полосы, и что излучение на выбранной частоте слабо поглощается кожей (заявления патента), получаем, что в норме излучения почти нет, в резонаторе просто образуется стоячая волна и стоит себе там. При касании кожи почти ничего не происходит, так как хоть граничное условие и меняется, излучение этой частоты не поглощается кожей, соответственно, связь не устанавливается и перекачки энергии не идет, изулчение просто разлетается во все стороны. При касании волоса какие-то молекулы имеют полосу поглощения на этой частоте, так что энергия поглощается эффективно. Итог — нет ожогов, безопасно для глаз, и т.п.
Даже в стоимость укаладывается — самое дорогое будет покрытие зеркал, и исходя из цен на оптоволоконные зеркала (около 80$ за штуку), покрытие при массовом производстве будет дешевле. Так что в полторы сотни вполне укладываются:)
Другое дело, что видео выглядит и вправду фейково…
Из патента ясно, что действительно используется то, о чем я написал выше — когда оптоволкно соприкасается с волосом, из-за разницы в коэффициентах преломления большая часть энергии поглощается волосом, и он перегорает.
Что касается мощности — потери в самом волокне чрезвычайно малы, и если там используется что-то типа резонатора Фабри-Перо, то большая мощность не проблема даже с диодным лазером. Опять же, при разрыве волокна вся накопленная мощность рассеивается и там уже светят милливаты, которые безопасны.
Вы смешной:)