Передача информации быстрее скорости света. Построение систем дальней связи


В современном мире системы связи играют важную роль в развитие нашего мира. Каналы передачи информации буквально опутывают нашу планету, связывая различные информационные сети в единую глобальную сеть Интернет. Дивный мир современных технологий включает в себя передовые открытия науки и техники, не редко связанные также с удивительными возможностями квантового мира. Можно с уверенностью сказать, что на сегодняшний день квантовые технологии прочно вошли в нашу жизнь. Любая мобильная техника в наших карманах оснащена микросхемой памяти, работающая с использованием квантового туннелирования заряда. Подобное техническое решение позволило инженерами компании Toshiba построить 1984 году транзистор с плавающим затвором, ставшим основой для построения современных микросхем памяти. Мы каждый день пользуемся подобными устройствами, не задумываясь, на чем основана их работа. И пока физики ломают голову пытаясь объяснить парадоксы квантовой механики, технологическое развитие берет на вооружение удивительные возможности квантового мира.

В данной статье мы рассмотрим интерференцию света, и разберем способы построения канала связи для мгновенной передачи информации с применением квантовых технологий. Хотя многие полагают, что невозможно передавать информацию быстрее скорости света, при правильном подходе даже такая задача становится решаемой. Думаю, вы сами сможете в этом убедиться.

Введение


Наверняка многие знают о явлении под названием интерференция. Пучок света направляется на непрозрачную ширму с двумя параллельными прорезями, позади которого устанавливается проекционный экран. Особенность прорезей в том, что их ширина приблизительно равна длине волны излучаемого света. На проекционном экране получается целый ряд чередующихся интерференционных полос. Этот опыт, впервые проведенный Томасом Юнгом, демонстрирует интерференцию света, ставший экспериментальным доказательством волновой теории света в начале XIX века.

Логично предположить, что фотоны должны проходить сквозь щели, создавая две параллельные полосы света на заднем экране. Но вместо этого на экране образуется множество полос, в которых чередуются участки света и темноты. Дело в том, что когда свет ведет себя как волна, каждая прорезь является источником вторичных волн. В местах, где вторичные волны достигают экран в одной фазе, их амплитуды складываются, что создает максимум яркости. А там, где волны оказываются в противофазе — их амплитуды компенсируются, что создает минимум яркости. Периодическое изменение яркости при наложении вторичных волн создает на экране интерференционные полосы.

Но почему же свет ведет себя как волна? В начале, ученые предположили, что возможно фотоны сталкиваются между собой и решили выпускать их поодиночке. В течение часа на экране вновь образовалась интерференционная картина. Попытки объяснить данное явление привели к предположению, что фотон разделяется, проходит через обе щели, и сталкиваясь сам собой образует интерференционную картину на экране.

Любопытство ученых не давало покоя. Они хотели знать, через какую щель фотон проходит по настоящему, и решили пронаблюдать. Для раскрытия этой тайны перед каждой щелью поставили детекторы, фиксирующей прохождение фотона. В ходе эксперимента выяснилось, что фотон проходит только через одну щель, либо через первую, либо через вторую. В результате на экране образовались две параллельные полосы света, без единого намека на интерференцию. Наблюдение за фотонами разрушило волновую функцию света, и фотоны начали вести себя как частицы! Пока фотоны находятся в квантовой неопределенности, они распространяются как волны. Но когда за ними наблюдают, фотоны теряют волновую функцию и начинают вести себя как частицы.

Далее опыт повторили еще раз, с включенными детекторами, но без записи данных о траектории движения фотонов. Несмотря на то, что опыт полностью повторяет предыдущий, за исключением возможности получения информации, через некоторое время на экране вновь образовалась интерференционная картина из светлых и темных полос.

Получается, что влияние оказывает не любое наблюдение, а только такое, при котором можно получить информацию о траектории движения фотонов. И это подтверждает следующий эксперимент, когда траектория движения фотонов отслеживается не с помощью детекторов установленных перед каждой щелью, а с помощью дополнительных ловушек, по которым можно восстановить траекторию движения не оказывая взаимодействия к исходным фотонам.


Квантовый ластик


Начнем с самой простой схемы (это именно схематичное изображение эксперимента, а не реальная схема установки).


Отправим лазерный луч на полупрозрачное зеркало (ПП). Обычно такое зеркало отражает половину падающего на него света, а другая половина проходит насквозь. Но фотоны, будучи в состоянии квантовой неопределенности, попадая на полупрозрачное зеркало, выбирают оба направления одновременно. Затем, каждый луч отражаясь зеркалами (1) и (2) попадает на экран, где наблюдаем интерференционные полосы. Все просто и ясно: фотоны ведут себя как волны.


Теперь попытаемся понять, по какому же именно пути прошли фотоны – по верхнему или по нижнему. Для этого на каждом пути поставим даун–конверторы (ДК). Даун–конвертор – это прибор, который при попадании в него одного фотона рождает 2 фотона на выходе (каждая с половиной энергии), один из которых попадает на экран (сигнальный фотон), а второй попадает в детектор (3) или (4) (холостой фотон). Получив данные с детекторов мы будем знать, по какому пути прошел каждый фотон. В этом случае интерференционная картина исчезает, ведь мы узнали, где именно прошли фотоны, а значит, разрушили квантовую неопределенность.


Далее мы немного усложним эксперимент. Поставим на пути каждого «холостого» фотона отражающие зеркала и направим их на второе полупрозрачное зеркало (слева от источника на схеме). Прохождение второго полупрозрачного зеркала стирает информацию о траектории холостых фотонов и восстанавливает интерференцию (согласно схеме интерферометра Маха Цендера). Не зависимо от того, какой из детекторов сработает, мы не сможем узнать по какому пути прошли фотоны. Этой замысловатой схемой мы стираем информацию о выборе пути и восстанавливаем квантовую неопределенность. В результате на экране будет отображаться интерференционная картина.

Если мы решим выдвинуть зеркала, то «холостые» фотоны вновь попадут на детекторы (3) и (4), и как мы знаем, на экране интерференционная картина исчезнет. Это означает, что меняя положение зеркал, мы можем менять отображаемую картину на экране. Значит, можно воспользоваться этим для кодирования двоичной информации.


Можно немного упростить эксперимент и получить тот же результат, двигая полупрозрачное зеркало на пути «холостых» фотонов:


Как мы видим, «холостые» фотоны преодолевают больше расстояния, чем их партнеры, которые попадают на экран. Логично предположить, если изображение на экране формируется раньше, то полученная картина не должна соответствовать тому, определяем ли мы траекторию фотонов или стираем эту информацию. Но практические опыты показывают обратное – не зависимо от расстояния, изображение на экране всегда соответствует выполненным действиям с холостыми фотонами. Согласно информации из википедии:
Основной результат эксперимента заключается в том, что не имеет значения, был процесс стирания выполнен до или после того, как фотоны достигли экрана детектора.
Подобный опыт также описывается в книге Брайана Грина «Ткань космоса и пространство». Это кажется невероятным, меняющим причинно-следственные связи. Попробуем разобраться что к чему.

Немного теории


Если посмотрим специальную теорию относительности Эйнштейна по мере увеличения скорости происходит замедление времени, согласно формуле:

где r – длительность времени, v – относительная скорость движения объекта.

Скорость света является предельной величиной, поэтому для самих частиц света (фотонов) время замедляется до нуля. Правильнее сказать для фотонов не существует времени, для них существует только текущий момент, в котором они пребывают в любой точке своей траектории. Это может казаться странным, ведь мы привыкли полагать, что свет от далеких звезд достигает нас спустя миллионы лет. Но с ИСО частиц света, фотоны достигают наблюдателя в тот же момент времени, как только они излучаются далекими звездами.

Дело в том, что настоящее время для неподвижных объектов и движущихся объектов может не совпадать. Чтобы представить время, необходимо рассмотреть пространство-время в виде непрерывного блока растянутого во времени. Срезы, формирующие блок, являются моментами настоящего времени для наблюдателя. Каждый срез представляет пространство в один момент времени с его точки зрения. Этот момент включает в себя все точки пространства и все события во вселенной, которые представляются для наблюдателя как происходящее одновременно.


В зависимости от скорости движения, срез настоящего времени будет делить пространство-время под разными углами. По направлению движению, срез настоящего времени смещается в будущее. В противоположном направлении, срез настоящего времени смещается в прошлое.

Чем больше скорость движения, тем больше угол среза. При скорости света срез настоящего времени имеет максимальный угол смещения 45°, при котором время останавливается и фотоны пребывают в одном моменте времени в любой точке своей траектории.

Возникает резонный вопрос, каким образом фотон может одновременно находится в разных точках пространства? Попробуем разобраться, что же происходит с пространством на скорости света. Как известно, по мере увеличения скорости наблюдается эффект релятивистского сокращения длины, согласно формуле:

где l – это длина, а v – относительная скорость движения объекта.

Не трудно заметить, что на скорости света любая длина в пространстве будет сжато до нулевого размера. Значит, по направлению движения фотонов, пространство сжимается в маленькую точку планковских размеров, при котором исчезает само понятие о пространстве-времени. Можно сказать для фотонов не существует пространства, так как вся их траектория в пространстве с ИСО фотонов находится в одной точке.

Итак, теперь мы знаем, что не зависимо от пройденного расстояния сигнальные и холостые фотоны одновременно достигают экрана и детекторов, так как с точки зрения фотонов не существует ни времени ни пространства. Учитывая квантовую сцепленность сигнальных и холостых фотонов, любое воздействие на один фотон будет моментально отражается на состоянии его партнера. Соответственно, картина на экране всегда должна соответствовать тому, определяем ли мы траекторию фотонов, либо стираем эту информацию. Это дает потенциальную возможность моментальной передачи информации. Стоит только учесть, что наблюдатель не движется со скоростью света, и поэтому картину на экране необходимо анализировать после того, как холостые фотоны достигнут детекторов.

Практическая реализация


Оставим теорию теоретикам и вернемся к практической части нашего эксперимента. Чтобы получить картину на экране потребуется включить источник света и направить поток фотонов на экран. Кодирование информации будет происходить на удаленном объекте, движением полупрозрачного зеркала на пути холостых фотонов. Предполагается, что передающее устройство будет кодировать информацию с равными интервалами времени, например, передавать каждый бит данных за сотую долю секунды.


В качестве экрана можно использовать матрицу цифровой камеры, чтобы напрямую записывать на видео чередующиеся изменения. Затем записанную информацию необходимо отложить до момента, пока холостые фотоны достигнут своего местоназначения. После этого можно начать поочередно анализировать записанную информацию, чтобы получить передаваемую информацию. Для примера, если кодирующее устройство находится на Марсе, то анализ информации необходимо начинать с опозданием на десять-двадцать минут (ровно на столько, сколько требуется свету, чтобы достичь красную планету). Несмотря на то, что анализ информации производится с отставанием в десятки минут, полученная информация будет соответствовать тому, что передается с Марса в текущий момент времени. Соответственно, вместе с приемным устройством придется устанавливать лазерный дальномер, чтобы точно определить интервал времени, с которого нужно начинать анализировать передаваемую информацию.

Необходимо также учесть, что окружающая среда оказывает негативное влияние на передаваемую информацию. При прохождении фотонов через воздушное пространство происходит процесс декогеренции, увеличивая помеху в передаваемом сигнале. Чтобы максимально исключить влияние окружающей среды можно передавать сигналы в безвоздушном космическом пространстве, используя для этого спутники связи.

Организовав двухстороннюю связь, в перспективе можно построить каналы связи для моментальной передачи информации на любую дальность, до которых смогут добраться наши космические аппараты. Такие каналы связи будут просто необходимы, если потребуется оперативный доступ к сети интернет за пределами нашей планеты.

P.S. Остался один вопрос, которую мы постарались обойти стороной: а что случится, если мы посмотрим на экран до того, как холостые фотоны достигнут детекторов? Теоретически (с точки зрения теории относительности Эйнштейна), мы должны увидеть события будущего. Более того, если отразить холостые фотоны от далеко расположенного зеркала и вернуть их назад, мы могли бы узнать собственное будущее. Но в реальности, наш мир куда более загадочнее, поэтому, трудно дать правильный ответ без проведения практических опытов. Возможно, мы увидим наиболее вероятный вариант будущего. Но как только мы получим эту информацию, будущее может измениться и возникнуть альтернативная ветка развития событий (согласно гипотезе многомировой интерпретации Эверетта). А возможно мы увидим смесь из интерференции и двух полос (если картина будет составлена из всех возможных вариантов будущего).

Полезные ссылки:
Walborn, S. P. (2002). «Double-Slit Quantum Eraser». Phys. Rev. A 65
Delayed choice quantum eraser. The experiment of Kim et al. (1999)
Эксперимент квантового ластика
Выступление Тома Кэмпбела
Квантовый ластик, предложенный Скалли и Дрюлем

Продолжение статьи -->
Поделиться публикацией
Комментарии 374
    +9

    Пост в духе "найди ошибку в рассуждениях"? Что ж:


    Этой замысловатой схемой мы стираем информацию о выборе пути, а значит, восстанавливаем квантовую неопределенность.

    Ваш расщепитель луча переизлучает фотоны, то есть окончательно и бесповортно изменяет состояние системы. Волновая функция коллапсирует, запутанное состояние теряется. Обратно оно уже не восстановится.
    Впрочем, я не физик.

      +5
      Нет, вы не правы, расщепитель ничего не переизлучает, тут претензий к автору нет. Когеренция теряется не здесь. Беда в том, что приходящие на расщепитель фотоны 3 и 4 уже не когерентны. Когеренция теряется ещё в даун-конверторах. Поэтому ни о какой интерференции ни на экране, ни в детекторах 5 и 6 речи быть уже не может.
        +3
        Собственно после этого дальше схему обсуждать смысла нет, она нерабочая. Поясню: два разных прибора (даун-конветоры) создают разные фотоны. С какого перепугу они будут когерентны: как те, что падают на экран, так и те, что возвращаются назад. Вопрос закрыт.
          0
          Это же принципиальная схема. Ничего не мешает использовать 1 даун-конвертор.
            0
            Сама суть того, что первичный фотон был поглащён хотя бы одним конвертором (а потом да, рекомбинация, рассеивание....) изменяет когерентность. В том-то и вся фишка, что нельзя померить, не повлияв. А повлияв уже меняешь. Не стал дочитывать доконца, где информация передаётся быстрее скорости света (где? в вакууме?), простите меня грешного.
              +2
              Зря. Я вот благодарна автору за интересный материал к размышению и попытку предложить оригинальную схему.
                +2
                Мне кажется тут дело не в даун-конверторах. Принципиально ничего не мешает создать состояние .
                Дело в том, что если не трогать холостые фотоны, то интерференционной картины у сигнальных фотонов все равно не будет, так как их подсистема находится в смешанном состоянии. Просто так забыть о холостых фотонах и считать, что сигнальные фотоны будут интерферировать (т.е. чистое состояние) нельзя. Подробнее см. Нильсен и Чанг про редуцированный оператор плотности.
                  0
                  Рассматриваемое в эксперименте состояние все-таки такое:
                  |Х0>|С0> + |Х1>|С1>
                  (нормирующий множитель опускаю) — либо Х и С фотоны оба идут по верхнему пути (0), либо оба по нижнему (1) (исходное состояние |S> после ПП-зеркала стало |S0> + |S1>, после ДК каждый из вариантов перешел из одного в пару фотонов)
                    0
                    Согласен, можно, и гораздо проще так записать. Но это то же состояние, только записанное по-другому.
                0
                Я не уверен, но подозреваю, что, поглотив пары когерентных фотонов, даун-конвертер излучает пары также когерентных фотонов. Иначе непонятно, как из них потом «извлекают» интерференцию в оригинальном эксперименте.

                Речь идёт о попытке передать информацию используя свойство нелокальности в запутанной паре фотонов. В принципе, существует «no-communication», говорящая что это невозможно, но мне сложно оценить, насколько она применима к данному примеру.
            0
            Когеренция теряется ещё в даун-конверторах.

            А где можно найти информацию, что это действительно так? Ведь подобные опыты уже проводились и интерференция на экране сохранялась. Я взял информацию исходя из проведенных опытов и под конец предложил свой вариант эксперимента.
              +1
              Весь смысл квантовой неопределенности в том, что для того чтобы «посмотреть на состояние системы» мы безвозвратно её меняем, поэтому получается ожидаемый результат. Этим в данной схеме как раз и занимаются даун-конверторы, которые смотрят на наши фотоны и тем самым вторгаются в систему. Энергию фотона и его траекторию нельзя измерить, не изменив их.
              Также и квантовая запутанность является следствием общего события в прошлом для двух частиц, таким образом измерив одну из них, можно точно сказать параметры другой, так как точно известно, сколько частиц и с какими параметрами является в следствии этого события в прошлом. Так что быстрее света всё равно ничего не передашь в рамках этой теории.
              +1
              А разве с даун-конвертерами не делали двущелевых экспериментов с отложенным выбором и не получали интеренференционной картины?
                +2
                Получали. Подробнее arxiv.org/pdf/quant-ph/9903047.pdf
                Предлагаемая схема примерно эквивалентна fig. 1 (только BSA и BSB всегда отражают, D3 и D4 соответственно вообще нет, а двигаем BS).
                Проблема очень простая: в этой схеме мы на экране не увидим интерференционную картину вообще. Если BS стоит, то случаи, когда сработал D1, дают интерференционную картину (fig. 3), как и случаи, когда сработал D2 (fig. 4). Но, как хорошо видно, эти картины как раз друг друга компенсируют — если у нас есть информация только с D0, мы никакой интерференции не увидим, ее можно извлечь только последующей обработкой.
                (а если BS не ставить, то вообще нельзя)
                  0
                  Да, я примерно это написал ниже — тот эксперимент принципиально отличается от того, что предлагает автор.

                  Но лично у меня вопросы остаются. Предположим, мы воообще уберем детекторы 3 и 4 и соответствующие зеркала. Оставим только дектор 0 и квантовый стиратель. Увидим ли мы в таком случае интерференционную картину? А если мы отнесём квантовый стиратель на Луну? А если мы иногда будем ставить на пути следования фотонов к стирателю детекторы?
                    0
                    Какую конкретно часть установки вы предлагаете уносить? Предлагаю говорить об установке на fig. 1 из статьи, там меньше всего ненужных деталей:)
                    Интерференционную картину на D0 мы не увидим ни в каком случае. Мы можем из холостых фотонов получить информацию, позволяющую разбить картину в D0 на две интерференционных. А можем из них же вытащить информацию о том, был фотон из A или из B. Причем выбирать, какую именно информацию будем вытаскивать, можем уже получив сигнал на D0.
                      0
                      Т.е. если мы заменим разделители BSA и BSB на обычные зеркала, картина на D0 не изменится — как не было там никакой интерференции, так и не будет?
                        0
                        Нет конечно. Никакие операции с холостыми фотонами не изменят картину на D0.
                          0
                          Спасибо за пояснения. После популярного описания этого эксперимента создавалось ощущение обратного (видимо, у автора статьи тоже).

                          Хотя результаты эксперимента от этого понятнее не стали — почему фотоны распределяются по детекторам таким образом, что мы можем «экстрадировать» из этих данных интерференционную картину на детекторе D0?
                            0
                            Схема автора предполагает, что два даун-конвертора дают четыре запутанных фотона, а они дают две пары запутанных фотонов, а это, как говорится, две большие разницы. В этом есть, на мой взгляд, принципиальное отличие его схемы от того, что описано в упомянутой статье.
                              0
                              Так в оригинальной схеме тоже 4 запутанных фотона. Суть-то в том, что никакая операция с холостыми фотонами ничего не поменяет на детекторе D0.
                                0
                                Не сомневаюсь, что вы правы, но не могу сообразить, почему.
                                  0
                                  Суть в том, что в оригинальной схеме на детектор D0 попадает сумма результатов с интерференцией и без. Поэтому на D0 мы никакой интерференции не увидим, ее можно извлечь только последующей обработкой.
                                  image
                                  По этой причине я предложил в своем посте рассматривать интерференцию отдельно, не смешивая с результатом, где интерференция исключена.
                                    0
                                    Так а что с чем должно интерферировать? Учтите, что фотоны, по сцепленным с которым мы можем узнать, каким путем они прошли, не интерферируют.
                                0
                                Если очень грубо, то A и B излучают два «типа» фотонов каждый: A1, A2, B1, B2. При этом если мы будем смотреть только на A1 и B1, то увидим интерференционную картину, и если будем смотреть только на A2 и B2, то тоже увидим (только сдвинутую) — т.е. излучения от A1 и B1 складываются как волны (с учетом фазы), как и излучения от A2 и B2.
                                Излучатели устроены так, что A выпускает либо сигнальный фотон A1 и холостой фотон A2, либо наоборот (и B аналогично). Схема с зеркалами приводит к тому, что холостые фотоны типа A1 и B1 попадают в D1, а A2 и B2 — в D2. В итоге если мы будем учитывать на экране только фотоны, парные к которым попали в D1, то это окажутся ровно сигнальные фотоны типов A2 и B2, которые вместе дают интерференцию.

                                Тут куча вранья, на самом деле никаких «типов» фотонов нет, а есть амплитуды разных состояний, срабатывает только один из детекторов тоже из-за интерференции, и т.д. — но чтобы это всё описать правильно, нужно уже честно считать амплитуды разных результатов (которые считаются как сумма амплитуд разных способов получить результат — именно поэтому оказывается, что при наличии двух способов получить данный результат суммарная вероятность может оказаться меньше чем у каждого по отдельности).
                                  0
                                  Схема с зеркалами приводит к тому, что холостые фотоны типа A1 и B1 попадают в D1, а A2 и B2 — в D2.

                                  Да, но почему?
                                    +1
                                    Собственно если переходить от болтологии к математике, то получается так (упрощенно, в реальном эксперименте всё было сложнее): для каждой точки X экрана есть два комплексных числа — A_X и B_X — амплитуды попадания в нее из A и B. Пара фотонов до попадания в экран соответственно находится в состоянии «сумма по всем X: (A_X|фотон из A, попадет в X> + B_X|фотон из B, попадет в T>)» (запись «U|V>» означает состояние V с амплитудой U).
                                    Теперь мы поймали фотон в конкретной точке X. Система теперь находится в состоянии (A_X|фотон из A> + B_X|фотон из B>).
                                    Если бы состояния «фотон из A» и «фотон из B» были бы неразличимы, то амплитуда попадания в X была бы A_X + B_X (важно: тут сумма комплексных чисел), вероятность обнаружения фотона в X была бы равна |A_X + B_X|^2 — опять складываются амплитуды (а не просто интенсивности), и мы бы видели интерференцию.
                                    Но состояния «фотон из A» и «фотон из B» отличимы: убрав зеркало, мы по тому, сработает D1 или D2, можем их различить. Поэтому просто вероятность обнаружить фотон в X оказывается равна |A_X|^2 + |B_X|^2 — складываются не сами амплитуды, а квадраты их модулей. И никакой интерференции тут уже естественно нет (модуль амплитуды монотонно падает с ростом расстояния до щели).
                                    Заметим, что в отсутствии зеркала, амплитуда состояния «фотон в D1» равна A_X, а амплитуда состояния «фотон в D2» равна B_X.
                                    Теперь мы ставим зеркало — которое является преобразованием Адамара. Грубо говоря, оно из состояния |фотон до зеркала летит вверх> делает состояние (с точностью до множителя) |фотон после зеркала летит вверх> + |фотон после зеркала летит вниз>, а из состояния |фотон до зеркала летит вниз> делает состояние |фотон после зеркала летит вверх> — |фотон после зеркала летит вниз> (обратите внимание на разницу в знаках).
                                    Заметим, что «фотон до зеркала летит вверх» = «фотон из B» (для удобства обозначим это состояние |B>), и «фотон до зеркала летит вниз» = «фотон из A» (обозначим как |A>).
                                    Т.к. состояние «фотон после зеркала летит вверх» означает, что фотон попадет в D1, то обозначим это состояние как |D1>, а состояние «фотон после зеркала летит вниз» как |D2>.
                                    Итого, к зеркалу фотон прилетает в состоянии A_X|A> + B_X|B>. После зеркала его состояние изменится на (A_X|D1> — A_X|D2>) + (B_X|D1> + B_X|D2>) = (A_X + B_X)|D1> + (B_X — A_X)|D2>. Теперь в D2 фотон оказывается с амплитудой B_X — A_X, а в D1 — с амплитудой A_X + B_X — и, соответственно, с вероятностями |B_X — A_X|^2 + |A_X + B_X|^2.
                                    Из этого видно, что если фотон оказался в X, то вероятность обнаружить его в D1 пропорциональна |A_X + B_X|^2, а в D2 — |B_X — A_X|^2. Т.к. априорные вероятности детекторов одинаковы, то вероятность обнаружить фотон в точке X при условии, что он попал в D1, пропорциональна |A_X + B_X|^2. Опять же складываются амплитуды (а не модули), так что в каждом из этих случаев по отдельности мы увидим интерфенцию.
                                    Упражнение: проверьте, что общая вероятность обнаружить фотон в X (т.е. |A_X + B_X|^2 + |A_X — B_X|^2) пропорциональна просто |A_X|^2 + |B_X|^2.
                                      0
                                      Мне кажется Вы рассматриваете этот эксперимент en.wikipedia.org/wiki/Delayed_choice_quantum_eraser
                                      Там использовали два источника разной длины волны: image
                                      И действительно, в каждом случае по отдельности можно было увидеть интерференцию. Но в общей картине интерференцию можно было извлечь только последующей обработкой. Это связано с тем, что использование двух источников разной длины волны создавало смещенную картину интерференции друг относительно друга, в сумме перекрывающих друг друга в общей картине:
                                      image
                                      В своем примере я предложил использовать только один источник, соответственно на экране может возникнуть только одна картина интерференции.
                                        0
                                        Там использовали два источника разной длины волны

                                        Откуда вы это взяли?
                                          0
                                          Ссори, в этом месте я действительно допустил ошибку. Судя по этой картинке
                                          image
                                          кажется, что результат R02 также отображает интерференцию, смещенный относительно интерференции R01. Такое смещение на проекционном экране возникает при изменение длины волны излучателя.
                                          В действительности результат R02 отражает картину из двух полос, возникающее для фотонов, зарегистрированных детектором:
                                          image
                                          Но и в этом случае на проекционном экране возникает сумма всех результатов, позволяющая извлечь интерференцию только последующей обработкой.

                                          Схематическое изображение эксперимента, использованное в посте, позволит получить такой же результат на экране, если на пути холостых фотонов будут установлены полупрозрачные зеркала (отметил стрелками):image
                                          Так как половина выпущенных фотонов попадет на детекторы (3) и (4), а остальная половина попадет на детекторы (5) и (6) , то соответственно на экране возникнет сумма всех результатов, из которою извлечь интерференцию можно будет только последующей обработкой.
                                          По этой причине, я предложил на пути холостых фотонов (3) и (4) устанавливать не полупрозрачные зеркала, а полностью отражающие зеркала. В этом случае фотоны попадут либо на детекторы (3) и (4) (давая картину из двух полос на экране) либо на квантовый стиратель (давая картину интерференции).
                                          image
                                          Никакого смешивания результатов на экране, только один результат!
                                            +1
                                            В уме наложите R01 на R02 (не забывайте, вы не можете их разделить без данных с детекторов (5) и (6)). Что получится? Тот же самый «колокол» что в R03 и R04 (только в 2 раза выше по интенсивности, но это не суть).

                                            Картину интерференции вы получите только если вы разделите данные детекторов (5) и (6). А сделать вы этого не можете, т.к. для этого вам надо передать эту информацию по традиционному каналу связи.
                                              0
                                              Тот же самый «колокол» что в R03 и R04 (только в 2 раза выше по интенсивности, но это не суть).
                                              Мы увидем смесь интерференции и двух полос, потому что в нашем примере отсутствуют результаты для R03 и R04 (как было в оригинальном эксперименте), так как мы их не собираем.
                                              Картину интерференции вы получите только если вы разделите данные детекторов (5) и (6).
                                              Данные детекторов (5) и (6) разделять не нужно, так как все фотоны попадающие на детекторы (5) и (6) в сумме дают на проекционном экране интерференцию. Приведу цитату из самой статьи:
                                              Поставим на пути каждого «холостого» фотона отражающие зеркала и направим их на полупрозрачное зеркало (слева от источника на схеме). Так как «холостые» фотоны с вероятностью 50% проходят через такое зеркало или же отражаются от него, они с равной вероятностью попадут либо на детектор (5), либо на детектор (6). Не зависимо от того, какой из детекторов сработает, мы не сможем узнать по какому пути прошли фотоны. Этой замысловатой схемой мы стираем информацию о выборе пути и восстанавливаем квантовую неопределенность. В результате на экране будет отображаться интерференционная картина.
                                              Допустим мы взяли данные детектора (5) — эта информация нам ничего не дает, потому что с 50%-й вероятностью каждый фотон мог пролететь как с одной стороны, так и с другой стороны, траекторию восстановить не возможно. В этом и суть квантового ластика! Тоже самое относится для данных детектора (6). Соответственно сумма всех фотонов, пары которых попали на детекторы (5) и (6), на проекционном экране дадут картину интерференции.
                                                0
                                                >Допустим мы взяли данные детектора (5) — эта информация нам ничего не дает, потому что с 50%-й вероятностью каждый фотон мог пролететь как с одной стороны, так и с другой стороны, траекторию восстановить не возможно. В этом и суть квантового ластика!
                                                Нет, дает, и нет, не в этом.
                                                Без зеркала мы узнаем значения |A_X|^2 и |B_X|^2. С зеркалом мы узнаем |A_X + B_X|^2 и |A_X — B_X|^2.

                                                И траекторию после зеркала всё еще восстановить можно. Не бывает зеркал, которые из летящих сверху и снизу фотонов делают одно и то же состояние — преобразование должно быть унитарным. В частности, если на пути улетевших фотонов поставить по еще одному обычному зеркалу (всегда отражающему, чтобы они потом вернулись в одну точку), а потом поставить еще одно такое же полупрозрачное зеркало (я для простоты считаю, что все полупрозрачные зеркала вычисляют преобразования Адамара) — то мы получим, что вся эта система (два полупрозрачных зеркала и два обычных) выдает фотоны в том же состоянии, что в нее прилетают.
                                                  0
                                                  Я считаю, что после прохождения полупрозрачного зеркала траекторию холостых фотонов восстановить не возможно. Ведь иначе это уже не квантовый ластик. Но чтобы исключить споры по этому вопросу предлагаю вместо полупрозрачного зеркала разместить еще один даун-конвертор. Суть его работы будет следующий — не зависимо по какому пути пришел холостой фотон, на выходе даун-конвертор сформирует два фотона, которые попадут на оба детектора. В этом случае точно невозможно будет восстановить траекторию, думаю вы со мной согласитесь.
                                                    0
                                                    Тут надо смотреть, что конкретно делают даун-конвертеры.
                                                    И еще раз. Независимо от того, что мы делаем со вторым фотоном, на экране мы интерференционную картину не увидим. Единственный способ ее увидеть — отсеять часть фотонов на основе информации с дополнительных детекторов.
                                                    (ну либо нарисовать руками, но это неинтересно)
                                                      0
                                                      Независимо от того, что мы делаем со вторым фотоном, на экране мы интерференционную картину не увидим.
                                                      Это относиться к оригинальному эксперименту, потому что на экране формировалась сумма всех результатов (с интерференцией и без). В данном случае каждый результат на экране формируется отдельно. Жаль, что вы не можете увидеть очевидного, могу сказать только одно — слепая вера погубило даже самого Эйнштейна…
                                                        0
                                                        Ну так опишите, какая картинка по-вашему должна формироваться, и почему именно такая.

                                                        Более точная формулировка — всё, что мы делаем с холостым фотоном, не влияет на наблюдения за сигнальным (и наоборот). Это следствие того, что действиями с сигнальным фотоном мы измеряем наблюдаемую вида A⊗I [I — тождественный оператор], действиями с холостым — наблюдаемую вида I⊗B. И простой математический факт: если вектор h не ортогонален пространству H⊗P, то норма проекции h на Q⊗H пропорциональна норме его проекции на Q⊗P. См. также: правило Борна.

                                                        Жаль, что вы вместо того, чтобы попытаться разобраться в действительно интересной области машете руками и обвиняете других.
                                                        (во времена Эйнштейна это всё только разрабатывалось и вопросы были очень сложными; сейчас это написано в первых главах учебников для студентов)
                                                          0
                                                          >если вектор h не ортогонален пространству H⊗P, то норма проекции h на Q⊗H пропорциональна норме его проекции на Q⊗P
                                                          Пардон, тут бред написал — там естественно пропорциональна не его норме, а сумме (квадратов) норм для разных P.
                                                0
                                                В уме наложите R01 на R02 (не забывайте, вы не можете их разделить без данных с детекторов (5) и (6)). Что получится?
                                                Результат R01 мы получаем когда все фотоны попадают на детекторы (5) и (6). Результат R02 мы получаем когда все фотоны попадают на детекторы (3) и (4). Сравните результаты и схему эксперимента:
                                                image image Результаты R03 и R04 отсутствуют в нашем эксперименте.
                                                  +1
                                                  R01 — это фотоны с детектора (5) (точнее, их пары)
                                                  R02 — с детектора (6)
                                                  R03 — с детектора (3)
                                                  R04 — с детектора (4)

                                                  Так как у вас не информации, чтобы разделить фотоны для пар декторов (5)-(6), и (3)-(4), то в реальности вы увидите либо R01 + R02, либо R03 + R04, которые, естественно, будут неотличимы друг от друга. Потом что, как вам уже не раз тут сказали, показания детектора (0) не зависят от того, что вы делаете с «холостыми» фотонами.
                                                    0
                                                    Нет, результат R01 мы получаем, когда фотоны попадают на детектор (5). Результат R02 мы получаем, когда фотоны попадают на детектор (6). Без разделения по детекторам мы получаем их сумму.
                                                      0
                                                      Результат R02 мы получаем, когда фотоны попадают на детектор (6).
                                                      Для ясности глянем еще раз на результаты оригинального эксперимента и определим, что под номером R02 отображается две полосы:
                                                      image
                                                      Это значит состояние квантовой неопределенности нарушена, и мы должны знать траекторию каждой пары фотона. Но данные с детектора (6) нам ничего не дают, потому что каждый фотон до прохождения полупрозрачного стекла с 50%-й вероятностью мог пролететь как с одной стороны, так и с другой стороны. imageПо данным детектора (6) траекторию восстановить не возможно, а значит на экране не может отображаться картинка R02.
                                                      Вывод: результат R02 не соответствует попаданию фотонов на детектор (6).
                                                        0
                                                        У меня ощущение, что вы не прочитали мое чуть более формализованное изложение: geektimes.ru/post/298309/#comment_10621291
                                                        Если мы будем говорить в терминах «состояние квантовой неопределенности нарушено», то мы так никуда и не уедем. Ваше зеркало ПП — это ровно аналог BS в эксперименте.
                                                        Если нет — то напишите, пожалуйста, как оно действует на состояния |фотон летит сверху> и |фотон летит снизу>.
                                                        UPD: учтите, что просто «зеркало с вероятностью 50% пропускает, а с вероятностью 50% отражает» — недостаточное описание, ему удовлетворяют скажем 1/sqrt(2) [[1, 1],[1,-1]] и 1/sqrt(2)[[-1,1],[1,1]].
                                                          0
                                                          Нет, результат R01 мы получаем, когда фотоны попадают на детектор (5). Результат R02 мы получаем, когда фотоны попадают на детектор (6).
                                                          Объясните пожалуйста чем отличаются результаты детектора (5) от результатов детектора (6)? Почему в одном случае мы видим интерференцию, а в другом картину из двух полос?
                                                          image
                                                            0
                                                            Ничем. Фотоны, парные к которым попали в (5), дают интерференционную картину. Фотоны, парные к которым попали в (6), дают интерференционную картину (но сдвинутую). Все вместе они интерференционной картины не дают.
                                                              0
                                                              Почему же интерференционная картина должна получится сдвинутым? Разве сигнальные пары фотонов (5) и (6) имеют разное расстояние до экрана, или разную длину волны?
                                                                +1
                                                                Они имеют разную разность фаз. Вы понимаете, откуда вообще берется интерференция в обычном двухщелевом эксперименте с волнами воды скажем?

                                                                (и вы прочитали мой пост с рассчетами? да или нет?)
                                                                  0
                                                                  Они имеют разную разность фаз.
                                                                  Чуть выше вы написали, что результаты детекторов (5) и (6) ничем не отличаются. Теперь утверждаете, что они имеют разную разность фаз. Вы противоречите сами себе.
                                                                    0
                                                                    Они ничем «принципиально» не отличаются. Различие между ними есть, и я его указал: если сигнальный фотон попал в точку X экрана, то амплитуда попадания фотона в один из детекторов равна A_X — B_X, а в другой — A_X + B_X (с точностью до констаного множителя).
                                                                      –2
                                                                      Нет смысла строить расчеты без понимания сути происходящего, ибо неправильные суждения ведут к неправильным расчетам. Я не вижу необходимости в дальнейшей дискуссии, прошу извинить.
                                                                        +2
                                                                        Тогда вам стоило бы сразу писать, что ваше описание является домыслами на основе какого-то популярного видео, а реальное положение дел вас не интересует. Сэкономили бы и себе, и мне время.
                                                                        Если передумаете — пишите (а лучше читайте книги).
                                                                    0
                                                                    Разность фаз может быть обусловлено получением на выходе из кристаллов BBO двух независимых пучков бифотонов. Холостые моды которых могут отразится или пройти на сквозь через светоделитель и в случайном порядке распределиться на детекторах (5) и (6). Поэтому нельзя утверждать, что холостые фотоны из ДК1 соберутся допустим на детекторе (5), а холостые фотоны из ДК2 соберутся допустим на детекторе (6). Распределение на детекторах (5) и (6) будет случайным.

                                                                    Для относительного изменения фаз излучения могут быть использованы специальные пластины из кварца, способные плавно сдвигать фазы независимых пучков бифотонов до полной их синхронизации.
                                                                      0
                                                                      >Поэтому нельзя утверждать, что холостые фотоны из ДК1 соберутся допустим на детекторе (5), а холостые фотоны из ДК2 соберутся допустим на детекторе (6).
                                                                      Если бы еще где-то было написано, где ДК1, а где ДК2…

                                                                      Но в любом случае, никто и не утверждает, что фотоны из одного излучателя соберутся на одном детекторе, а из другого — на другом (так произойдет при отсутствии зеркала).

                                                                      Кстати, что всё-таки делает ваше зеркало в терминах амплитуд? Это преобразование Адамара или что-то другое?
                                                                      (и вообще, оно хотя бы унитарное, или нет?)

                                                                      Мне кажется, что вы просто неправильно поняли, как устроен «квантовый ластик». imageВот на этой картинке изображено что-то странное. В данной схеме интерфенционную картину на экране мы наблюдать не будем! Если вы считаете, что будем — обоснуйте, пожалуйста. Либо ссылку на статью с экспериментом и/или рассчетами, либо сами рассчеты.
                                                                      (правильные рассчеты несложные, и я выше их кстати уже привел)
                                                                        0
                                                                        Данная схема принципиально соответствует интерферометру Маха-Цендера, за исключением того, что в оригинальной схеме интерферометра отсутствовали даун-конверторы.

                                                                        Наглядное описание такой схемы показано в этом видео www.youtube.com/watch?v=xVblIHpcjus
                                                                        Интерферометр Маха-Цендера также описывается в книге В.В. Самарцева «Коррелированные фотоны и их применение» (9 стр.)
                                                                          0
                                                                          Вот из-за даун-конвертеров как раз интерференции не будет — их наличие делает состояния «фотон летел от 1 зеркала» и «фотон летел от 2 зеркала» отличимыми.
                                                                          См. 2й параграф 8го тома Фейнмановских лекций по физике:
                                                                          >Никогда не складывайте амплитуды разных, отличных друг от друга конечных состояний! <...> В конце процесса вы можете, если хотите, сказать, что вы «не желаете смотреть на фотон». Это ваше личное дело, но всё же амплитуды складывать нельзя. <...> Мы сперва возводим в квадрат модули амплитуд для всех возможных разных конечных состояний, а затем уж складываем.
                                                                            0
                                                                            Двухщелевой эксперимент с отложенным выбором с использованием даун-конверторов уже проводился arxiv.org/pdf/quant-ph/9903047.pdf
                                                                            Интерференция никуда не исчезала.
                                                                              0
                                                                              Ну я же и давал ссылку на эту статью выше:) (и прямо под этим комментарием — мой с ссылкой на нее)

                                                                              >It was predicted that the “joint detection” counting rate R01 (joint detection rate between D0 and D1) and R02 will show interference pattern when detector D0 is scanned along its x-axis.
                                                                              И посмотрите на картинки — на FIG. 3 интерференционная картина, которую на D0 создают фотоны, парные к которым попали на D1. На FIG4 соответственно фотоны, парные к которым попали на D2.
                                                                              Если смотреть просто на D0, то вы увидите FIG3 + FIG4 + 2 * FIG5 (в смысле интенсивность в каждой точке будет суммой интенсивностей с этих графиков). Это — не интерференционная картина, потому что FIG4 сдвинуто относительно FIG3.

                                                                              Мы не наблюдаем интерференционную картину непосредственно! Мы можем выделить интерференционную картину (точнее две), используя информацию с D1 и D2.
                                                                                0
                                                                                Это — не интерференционная картина, потому что FIG4 сдвинуто относительно FIG3
                                                                                Поэтому я писал выше «Для относительного изменения фаз излучения могут быть использованы специальные пластины из кварца, способные плавно сдвигать фазы независимых пучков бифотонов до полной их синхронизации.»
                                                                                  0
                                                                                  А что конкретно делают эти пластины в терминах амплитуды?
                                                                                  Но ладно, допустим они делают что-то нелинейное (при желании можно хоть вообще выкинуть исходное излучение и посветить чем-то другим, дающим нужную картину). Мы в любом случае на экране будем видеть одну и ту же картину независимо от того, что происходит с парными фотонами.
                                                                                    0
                                                                                    Я приводил Вам ссылку на книгу В.В. Самарцева «Коррелированные фотоны и их применение», где четко написано, что Интерференция четвертого порядка наблюдалась в экспериментах также между независимыми бифотонами (могу даже выложить скриншоты). Там же приводится описание того, как используются пластины QP в таких экспериментах. В нашем случае мы имеем один источник фотонов проходящий через светоделитель и находящийся в состоянии суперпозиции (заметьте, это не два источника — это состояние суперпозиции). Расхождение фаз на выходе из даун-конверторов могут быть устраны с помощью пластин (как это делается читайте в на приведенных стр. книги) Холостые фотоны могут дать нам информацию о траектории, тем самым разрушая состоянии квантовой неопределенности. Но если производится квантовое стирание, интерференция сохраняется. Я также приводил ссылку на подробное описание квантового стирания по схеме интерферометра Маха-Цендера (которому соответствует наша схема эксперимента)

                                                                                      +1
                                                                                      >Холостые фотоны могут дать нам информацию о траектории, тем самым разрушая состоянии квантовой неопределенности.
                                                                                      Непонятно, что значит «разрушить состояние квантовой неопределенности». Без ДК у нас была бы система в состоянии |0> + |1>, с ними у нас получается система в состоянии |00> + |11>.
                                                                                      >Но если производится квантовое стирание, интерференция сохраняется.
                                                                                      А это просто неправда (если под «квантовым стиранием» понимать некую манипуляцию с холостыми фотонами). Почему вы так думаете?

                                                                                      Интерференция между разными пучками бифотонов к делу отношения не имеет, т.к. у вас нет двух пучков бифотонов на детектор.

                                                                                      Обратите внимание, что в вашем видео (кстати редкий случай — популярное видео по квантмеху почти без бреда) мы видим интерференционную картину за зеркалом. Там очень неудачная (мягко говоря) формулировка — «установка или неустановка зеркала определяет всю предысторию». Если записать волновую функцию фотона, то на ее эволюцию по времени до попадания туда, где будем или не будем ставить зеркало, наличие зеркала не влияет.
                                                0
                                                Я рассматриваю эксперимент из arxiv.org/pdf/quant-ph/9903047.pdf (упрощенный, изображенный там на fig 1).

                                                Напишите явно, какие у вас амплитуды у чего. Если я правильно понимаю, что вы пытаетесь сделать, то ваш эксперимент аналогичен упрощенному из статьи, только у вас вместо пары атомов A и B, из которых излучает один, используются ДК.
                                                (собственно в реальном эксперименте A и B даже не атомы, а разные участки одного кристалла)
                                                Т.к. попадания на разные ДК отличимы, то для путей через разные ДК суммируются интенсивности, а не амплитуды.

                                                Могу написать, что у меня получается, если вы с чем-то не согласны — поправьте.
                                                В конечном итоге состояние перед попаданием на экран у вас должно быть зацепленным вида «сумма по всем точкам X: X_1(|фотоны пролетели через 1>⊗|контрольный попадет в X>) + X_2(|фотоны пролетели через 2>⊗|контрольный попадет в X>)».
                                                С учетом того, что |фотоны пролетели через 1> и |фотоны пролетели через 2> отличимы, вероятность обнаружить контрольный фотон в точке X равна |X_1|^2 + |X_2|^2. Система после этого будет в состоянии X_1|фотоны пролетели через 1> + X_2|фотоны пролетели через 2>

                                                (только пожалуйста не надо возвращаться к «фотон одновременно проходит по нескольким путям» — язык комплексных амплитуд вероятности строже и богаче)
                                                  0
                                                  Т.к. попадания на разные ДК отличимы...
                                                  Поясните пожалуйста что вы имеете ввиду?
                                                    0
                                                    То, что существует эксперимент, их отличающий:)
                                                    Вообще, после того, как мы задали конкретное пространство состояний, можно уже забыть об отличимости и работать чисто алгебраически. До попадания на экран система была в состоянии «сумма по всем точкам X: X_1(|фотоны пролетели через 1>⊗|контрольный попадет в X>) + X_2(|фотоны пролетели через 2>⊗|контрольный попадет в X>)».
                                                    Чтобы определить вероятность попадания фотона в точку X, по правилу Борна надо спроецировать это состояние на подпространство, соответствующее попаданию в X — т.е. пространство, натянутое на вектора (|фотоны пролетели через 1>⊗|контрольный попадет в X>) + |фотоны пролетели через 2>⊗|контрольный попадет в X>), и взять квадрат нормы получившегося вектора.
                                                    Несложно посчитать, что получится как раз вектор (X_1|фотоны пролетели через 1> + X_2|фотоны пролетели через 2>)⊗|контрольный попадет в X>. Явное вычисление его «длины» предоставляется читателю:)
                                                    0
                                                    ваш эксперимент аналогичен упрощенному из статьи, только у вас вместо пары атомов A и B, из которых излучает один, используются ДК.
                                                    Не стоит пользоваться аналогией при расчетах, так как в схеме, которую я привел в статье, начальные условия существенно отличаются. Аналогичная схема эксперимента выглядело бы так: image На пути холостых фотонов устанавливаются полупрозрачные зеркала (отмечены стрелками). Так как половина выпущенных фотонов попадет на детекторы (3) и (4), а остальная половина попадет на детекторы (5) и (6), то соответственно на экране возникает сумма всех результатов, из которою извлечь интерференцию можно будет только последующей обработкой (также, как в оригинальном эксперименте). Хотя следует отметить, что оригинальный эксперимент еще сложнее, ибо там еще получают результаты R03 и R04, которые отсутствуют в этой схеме.
                                                    image
                                                      0
                                                      Так я при рассчетах как раз и считал зеркала полностью прозрачными. Прочитайте geektimes.ru/post/298309/#comment_10621291 внимательно — там как раз все фотоны попадают в D1 или D2 (5 и 6 в ваших обозначениях).

                                                      Обратите внимание на то, что рассчет того, что мы видим на экране, вообще не зависит от того, что происходит со вторым фотоном (специалисты бы тут написали матрицу плотности для первого фотона, и выразили бы всё нужное через нее).
                                                  0
                                                  Мне тут подсказывают:
                                                  >и, соответственно, с вероятностями |B_X — A_X|^2 + |A_X + B_X|^2
                                                  надо читать как
                                                  «и, соответственно, с вероятностями |B_X — A_X|^2 и |A_X + B_X|^2» (первое — вероятность обнаружить фотон в D2, второе — в D1)
                                            0

                                            Получается, если мы будем генерировать пары сцепленных фотонов, обстреливать одним из них экран, а второй поглощать и измерять, на экране по-прежнему будет интерференция? Не значит ли это, что мы можем узнать, через какую щель пройдёт первый фотон?

                                              0
                                              Поглощать в какой момент, до щелей или после? Если до, то мне кажется, интерференция будет, т.к. запутанным ли он пададёт на экран или «распутанным» — не важно. Если же после щели, то интерференции быть не должно, тем более фотоны не различимы. Мне кажется, спутанность вообще ничего нового не привносит в вашем варианте.
                                                0

                                                Насколько я понимаю двухщелевой опыт, результаты будут зависеть от того, был ли фотон "измерен" до прохождения щели. Не является ли измерение запутанного с данным фотона аналогичным измерению самого фотона?

                                                  0
                                                  Подождите, вообще надо договориться, что есть запутанность в данной ситуации? Обычно подразумевается, что строго определена некая суммарная величина спутанных частиц (обычно спин). Измерение спина вполне коммутирует с измерением координаты-импульса, а именно последнее важно для интерференции.
                                                    0

                                                    Ну, я подразумевал координаты-импульс. Ведь зная сумму и измерив координаты-импульс второй частицы, мы узнаём, в какую щель летит первая.

                                                  0
                                                  Важно, «существует» ли возможность определить, через какую щель проходил фотон. Если да — то интерференции не будет видно.
                                                  Интерференцию мы можем увидеть после обработки, если воспользуемся информацией, которую нельзя получить одновременно с информацией о том, через какую щель фотон прошел.
                                                  Т.е. у нас один фотон давно попал на экран, у нас есть запутанный с ним. И два варианта, что с ним сделать — либо узнать, через какую щель прошел исходный (и попрощаться с интерференцией), либо узнать о нем что-то еще и с помощью этого восстановить интерференцию.
                                                  Важно, что «восстановление интерференции» — это постобработка изображения на экране, непосредственно на экране интерференционная картина магическим образом не появится.
                                                    0

                                                    Честно говоря, не понял ваших объяснений. Если фотон уже попал на экран, то какая разница, что там произошло или ещё не произошло со вторым? Мы ведь уже знаем точку его попадания и можем узнать, была ли интерференция.

                                                      0
                                                      На экране мы интерференцию не увидим. Экран дает нам информацию: «первый фотон попал в точку (0; 1)», «второй в (1.5, 0.7)» и т.д.
                                                      Но для каждого фотона есть еще парный фотон. И с ним можно делать разное:
                                                      1. Можно просто определить, что через левую щель прошли 1, 3, 4 и 10й фотоны
                                                      2. Можно поставить зеркало и посмотреть, куда упадут какие фотоны — и, если в один детектор попали скажем фотоны 1, 2, 7, 12, ..., то, оставив на экране только картинку от них, мы увидим интерференционную картину.
                                            0
                                            Я чёт не въезжаю, а почему на D0 вообще должна быть интерференция? Атомы A и B вроде как независимы в квантовом смысле.
                                              0
                                              Смотри третий вроде параграф («Рассеяние на кристалле») 8го тома Фейнмановских лекций.
                                +3
                                Как замечательно в вашем мире. А в мире с шарообразной Землёй как?
                                Я не заметил тег фантастика?
                                  0
                                  фотоны достигают наблюдателя в тот же момент времени, как только они излучаются далекими звездами.

                                  Получается скорость света бесконечна, да?
                                    0
                                    Не очень понятно, как в СО фотона можно говорить о скорости, если нет понятия времени. Кстати, вот здесь статья с рейтингом +29, которая говорит о том же самом. А тут почему-то автора заминусовали.
                                      0
                                      Нет. Просто с точки зрения фотона мы находимся не за миллионы световых лет, а тут-же, рядом.
                                        0
                                        А разве можно построить систему координат относительно фотона?
                                          0
                                          Рискну предположить что она будет нуль-мерная.
                                      +7
                                      Из песочницы
                                      Модераторы развлекаются?
                                        +9
                                        Не знаем, как бороться с тем стереотипом, что из песочницы якобы должны выходить только шедевральные посты ) К сожалению, это не кузница золотых постов — это лишь барьер, который должен преодолеть любой новичок, чтобы стать участником сайта. Он должен приложить усилия, показать своё желание стать частью сообщества, чему-то учиться, но на то он и новичок — может чего-то не знать, неправильно оформлять материалы и тд. Если откровенный шлак мы отклоняем, а оформление ещё можем поправить, то все остальные дискуссии уже на совести сообщества )
                                          0
                                          Мне кажется, если очевидно, что статья получит резко отрицательную реакцию сообщества, автору от этого только хуже будет, чем если бы она зависла в песочнице.
                                            +15
                                            Почему отрицательную? Я, например, с удовольствием почитал. Как научную фантастику конечно, но с удовольствием. И с таким же удовольствием читаю комментарии. Чего не скажешь о статьях про 100500й стартап на блокчейне.
                                              +8
                                              Ну… Это конечно лучше, чем очередная блютусная мультиварка, согласен.
                                              +5
                                              Ну вот есть человек, у которого в голове долгое время варилась некая теория, пусть и с ошибками в расчётах или по незнанию каких-то законов — он её опубликовал, аудитория помогла найти ошибку в расчётах, завязалась дискуссия. По-моему это наоборот классный процесс и тут не надо злиться и тд ) Всё равно что вы токарь и к вам пришёл стажёр — ему сначала надо научиться, пусть и через собственные ошибки. В данном случае стажёр ударил молотком по пальцу — в следующий раз будет осторожней :)
                                                +1
                                                он её опубликовал, аудитория помогла найти ошибку в расчётах, завязалась дискуссия


                                                Вот только дискуссия быстро перемещается в карму автора, что неприятно и демотивирует писать подобные статьи.
                                                  0
                                                  Здесь, опять же, многое зависит от аудитории. Никто и ничто не мешает относиться к новичкам более лояльно :)
                                                    +1
                                                    Теоретически — ничего не мешает. А по факту мы имеем то, что имеем :)
                                                      +2
                                                      Несмотря на моё несогласие, проставилась плюсами.
                                                        0

                                                        Учитывая качество большинства научных статей на гиктаймс в последнее время, эта просто шедевр.

                                                          0
                                                          Не научные, а о науке.
                                                            +1

                                                            Я не был уверен, какое из написаных мною слов должно звучать наиболее саркастичным. Кажется, с "научным" не сложилось.

                                                  0
                                                  Вот я как раз на эту тему вспомнил о статье «полчаса телефонного разговора с физиком», навскидку не нашёл, но она тут есть. Там физику звонили по скайпу всякие фрики от науки, показывали свои пенопластовые модели вселенной или атомов из говна и палок из желудей и спичек. Но профессиональный ученый быстро объяснял, что для подробных теорий надо знать много сложной математики и без неё все «работает» только в научно-попсовых статьях. Фрики злились…
                                                0
                                                Простите, но это не так, во первых откровенный шлак таки нет нет да проскакивает, во вторых напишу на собственном примере — года 1.5 -2 назад постил статью из своего опыта почему нельзя использовать тестовые задачи из интернета для набора специалистов, была отклонена дважды без объяснения причин, может я через чур субъективен но я не вижу там никакого шлака. Сейчас уже статья стала неактуальна т.к. софтверные компании начали отказываться от подобной практики
                                                  0
                                                  За 1.5-2 года модерация во многом поменялась, в том числе требования к ней. Можете попробовать ещё раз что-то написать :)
                                                +2

                                                Не гони на НЛО.

                                                +3
                                                ровно на столько, сколько потребуется скорости света, чтобы достичь красную планету

                                                То есть фактически получить информацию можно за то же время, как если бы мы передавали ее обычным способом? Зачем тогда городить этот огород?
                                                  0
                                                  Можно например, марсоходами вживую рулить.
                                                    0
                                                    Нельзя. Фотоны все равно будут лететь со скоростью света.
                                                    В статье весьма прямо говорится о том, что задержка никуда не девается.
                                                    После этого можно начать поочередно анализировать записанную информацию, чтобы получить передаваемую информацию. Для примера, если удаленный передатчик находится на Марсе, то анализ информации необходимо начинать с опозданием на десять-двадцать минут (ровно на столько, сколько потребуется скорости света, чтобы достичь красную планету).
                                                      0
                                                      Несмотря на то, что считывание информации идет с отставанием в десятки минут, полученная информация будет соответствовать тому, что передается с Марса в текущий момент времени.

                                                      Я понял так, что задержка нужна для появления картинки интерференции, а дальше информация в реальном времени поступает.
                                                        +4
                                                        Ну так и по обычному каналу связи после задержки картинка в реальном времени ;)
                                                        –2
                                                        В статье прямо говорится о том что «фотоны достигают наблюдателя в тот же момент времени, как только они излучаются далекими звездами.»
                                                          +4
                                                          Там уточняется, что с точки зрения ИСО фотона (что, вообще-то не совсем правильно применять с точки зрения СТО, т.к. это ее предельные условия)
                                                          Но с ИСО частиц света, фотоны достигают наблюдателя в тот же момент времени, как только они излучаются далекими звездами.

                                                          Я, конечно, рад за фотоны, но информацию хочется получать в той ИСО, в которой я нахожусь. А в этой ИСО фотоны будут лететь со скоростью света, и от ближайшей звезды (кроме Солнца) годами.
                                                          0
                                                          Почему же нельзя? На Марсе информация кодируется в текущий момент времени, используя фотоны, выпущенные 10-20 минут назад. Поэтому мы анализируем запись с экрана с отставанием на 10-20 минут и получаем информацию, передаваемую с Марса в настоящее время. По традиционным каналам связи мы можем получить эту информацию только на 10-20 минут позже.
                                                            +8

                                                            Послушайте, я вам уже указала на ошибку в вашей схеме на самом верху комментариев.


                                                            Кроме того мгновенная передача информации нарушает принцип причинности. Мне кажется, примеры излишни, литературы навалом.

                                                              0
                                                              Принцип причинности может появляться в локальных теориях как следствие более общих принципов (напр. самосогласованности). В нелокальных теориях он совершенно не обязан соблюдаться. Подобные сюжеты любят обыгрывать в научной фантастике, которые фактически сводятся либо к альтернативным реальностям, либо к самосогласованности.
                                                              +1
                                                              По традиционным каналам связи мы можем получить эту информацию только на 10-20 минут позже

                                                              Почему?
                                                              Если мы дадим знать передатчику на Марсе когда передать информацию — она передастся как раз с задержкой в одном направлении.
                                                              Очевидно, что с марсоходами и дальними зондами планируются сессии связи.

                                                              Просто посмотрите на последнюю картинку, прикиньте где там свет идет долго и подумайте — есть ли какая-то разница, если вместо полупрозрачного зеркала просто поставили бы шторку (то биш получили бы амплитудно модулированный сигнал — классика жанра)?
                                                                –1
                                                                Фотоны передаются не с Марса на Земля, а наоборот с Земли на Марс. Т.е. на Земле картинка с экрана имеется за 10-20 минут до того, как на Марсе закодируют информацию. Поэтому результаты с экрана берут не сразу, а выжидают этот же интервал времени. Иначе мы получим информацию до того, как на Марсе закодируют информацию, или говоря простым языком, попытаемся заглянуть в будущее (этот момент описан в конце статьи).
                                                                  0
                                                                  Чем это практически отличается от ожидания прилета информации на световой скорости?
                                                                    +1
                                                                    10-20 минут это в концепции автора, выражаясь компьютерным языком — латентность — время пока раскочегаривают сверхсветовой канал связи. «Лучше день потерять, зато потом за пять минут долететь.»
                                                                      0
                                                                      А преимущество в чём?
                                                                      Что мы вынуждены ждать, пока пройдет 10 минут в случае метода автора. Что мы вынуждены ждать 10 минут, пока сигнал дойдет…
                                                                      Разницы никакой — результат нашей передачи будет через 10 минут.
                                                                        0
                                                                        Да, если подать сигнал SOS то разницы не какой нет. А если скажем управлять марсоходом в реальном времени то разница огромная. (в случае если автор прав конечно)
                                                                        Это как… первые десять минут мы прокладываем кабель, а потом пакеты начинают бегать с пингом в 1мс в обе стороны.
                                                                          +2
                                                                          Нет же. Мы должны считать фотон через 10 минут. Каждый, а не только стартовые. ТО что он пришел сразу — ничего не меняет. Данные мы сможем забрать только через 10 минут.
                                                                0
                                                                Насколько я понял, вы утверждаете, что в эти 10-20 минут информация уже записана на флешку, но читать её нельзя, поскольку она ещё изменится, когда закончится период задержки? Но ведь именно этот эффект никогда и никем не наблюдался (afaik), что делает его доказательством ошибки в рассуждениях.
                                                                А, кстати, если писать не на флешку, а за пять минут быстрым автоматическим резцом вырезать на металлической пластине, она по этой версии тоже изменится?
                                                                  0
                                                                  Насколько я понял, вы утверждаете, что в эти 10-20 минут информация уже записана на флешку, но читать её нельзя, поскольку она ещё изменится, когда закончится период задержки?
                                                                  Ответ на этот вопрос я приводил в конце статьи:
                                                                  P.S. Остался один вопрос, которую мы постарались обойти стороной: а что случится, если мы посмотрим на экран до того, как холостые фотоны достигнут детекторов? Теоретически (с точки зрения специальной относительности Эйнштейна), мы должны увидеть события будущего. Более того, если отразить холостые фотоны от далеко расположенного зеркала и вернуть их назад, мы могли бы узнать собственное будущее. Но в реальности, наш мир куда более загадочнее, поэтому, трудно дать правильный ответ без проведения практических опытов. Возможно, мы увидим наиболее вероятный вариант будущего. Но как только мы получим эту информацию, будущее может измениться и возникнуть альтернативная ветка развития событий (согласно гипотезе многомировой интерпретации Эверетта). А возможно мы увидим смесь из интерференции и двух полос (если картина будет составлена из всех возможных вариантов будущего).

                                                                  А, кстати, если писать не на флешку, а за пять минут быстрым автоматическим резцом вырезать на металлической пластине, она по этой версии тоже изменится?
                                                                  В экспериментах по квантовому стиранию на проекционном экране формировался результат, и по истечению 10мс уничтожали данные с детекторов. После этого анализировали изображение на экране и видели интерференцию. Провели большое количество экспериментов, где случайном образом либо сохраняли данные с детекторов, либо уничтожали их. В тех экспериментах, где данные с детекторов сохранены, на экране всегда получали две полоски. А тех экспериментах, где данные с детекторов удалены, всегда получали интерференцию. Это говорит о том, что возможно сама реальность является необъективной. Предлагаю посмотреть выступление Тома Кэмпбела, где он пояснять Опыт Юнга и приводит мысленный эксперимент с конвертиками.
                                                                    +1
                                                                    Провели большое количество экспериментов, где случайном образом либо сохраняли данные с детекторов, либо уничтожали их. В тех экспериментах, где данные с детекторов сохранены, на экране всегда получали две полоски. А тех экспериментах, где данные с детекторов удалены, всегда получали интерференцию. Это говорит о том, что возможно сама реальность является необъективной.


                                                                    А ссылку на работу можно? Потому что звучит как бред.
                                                                      0
                                                                      Ссылку на видео я уже дал выше:
                                                                      Предлагаю посмотреть выступление Тома Кэмпбела, где он пояснять Опыт Юнга и приводит мысленный эксперимент с конвертиками.
                                                                        0
                                                                        Вы серьезно предлагаете мне считать что-то истинным потому, что это сказал какой-то странный дядька на Ютубе, который даже не гуглится нормально? На каком основании? Потому что у него борода прикольная и он руками размахивает убедительно?

                                                                        Он, кстати, говорит в начале видео, что 200 лет назад не верили, что Земля круглая. Юморист, наверное.
                                                                          +1
                                                                          Ну вообще Том Кэмпбел товарищ, конечно, своеобразный, но думаю на таком уровне он разбирается (тут на самом деле не нужна какая-то сложная теория). Просто рассказывать такие штуки популярно очень сложно. И переводил неизвестно кто, это тоже влияет.
                                                                          0
                                                                          Не знаю, это проблема в переводе или изначально была неудачная формулировка. Тут нужно очень аккуратно уточнять, что мы понимаем под «уничтожением данных с детекторов». Но в любом случае, если у нас есть пара частиц в каком угодно состоянии, и мы измеряем одну, то распределение результатов этого измерения не зависит от манипуляций с другой.
                                                                          (но результаты измерений одной и другой частицы могут друг с другом коррелировать, причем способом, который был бы невозможен, если бы просто результаты всех возможных измерений определялись в момент изготовления частиц)
                                                                        +1
                                                                        Речь про вот это? ru.wikipedia.org/wiki/Эксперимент_квантового_ластика
                                                                        Так там не «сохранили-уничтожили данные», а про отложенное воздействие на запутанную частицу. То есть, вся эта магия работает пока данные «хранятся» в запутанном состоянии. На флешку это не запишешь.
                                                                          0
                                                                          Речь про объяснение Тома Кэмпбела
                                                                          вся эта магия работает пока данные «хранятся» в запутанном состоянии. На флешку это не запишешь.
                                                                          Это звучит логично (хотя квантовая механика способна сломать любую логику), в прочем такую задачу можно решить. Чтобы не хранить данные на компьютере, можно разместить даун-конверторы на одинаковом расстоянии между экраном и детекторами. Можно даже разместить чуть ближе к детекторам, чтобы фотоны сначала попали на детекторы, потом на проекционный экран.
                                                                0
                                                                Если бы вместо двигающегося полупрозрачного зеркала предложили бы обычный затвор, а вместо сложной системы с разными квантовыми выдумками тупо фотодетектор — никого бы это не удивило.
                                                                А так типа наука, квантмех и прочие умные слова, за которыми можно аккуратно замаскировать простой факт, что задержка никуда не девается.
                                                                0
                                                                Далее, записанную информацию необходимо отложить до момента, пока холостые фотоны достигнут своего местоназначения. После этого можно начать поочередно анализировать записанную информацию, чтобы получить передаваемую информацию. Для примера, если удаленный передатчик находится на Марсе, то анализ информации необходимо начинать с опозданием на десять-двадцать минут (ровно на столько, сколько потребуется скорости света, чтобы достичь красную планету). Несмотря на то, что считывание информации идет с отставанием в десятки минут, полученная информация будет соответствовать тому, что передается с Марса в текущий момент времени.


                                                                Ну а какой смысл в том, что информация будет соответствовать тому, что передается в текущий момент времени, если воспользоваться ей мы все равно сможем только через время, которое требуется на передачу информации «обычным» путем (по радиоканалу или еще как)? То есть для Марса через 21 минуту, для Альфа Центавры через 4.7 лет и так далее. Получается точно такая же проблема невозможности мгновенной передачи информации.

                                                                Возможно что-то выйдет с попытками передать информацию через квантовую сцепленность, но и то я сильно сомневаюсь, что могут существовать такие «частичные» измерения, которые не «распутывают» частицы.
                                                                  0
                                                                  Если описанные автором опыты имеют место быть, то вроде бы ничто не мешает организовать двухстороннюю связь с Альфой Центавра. Земля отправляет свои фотоны, Центавр — свои. Когда те и другие достигают цели — получаем full duplex. Но чет меня терзают смутные сомнения.
                                                                    0
                                                                    Для этого надо лет за 5 договориться о том чего собираемся друг другу передавать.
                                                                    И в этом заключается главный «ой все» подобных систем, т.к. информация это мера неопределенности (грубо говоря), а если мы и так знаем чего получать, то канал связи не нужен :-)
                                                                      0
                                                                      Передаем по этому мгновенному каналу, который уже на всякий случай установлен, заголовок сообщения, «Фотки заката 3х солнц», а потом сами данные. Но это всё как то очень просто выглядит для такой глобальной проблемы, над которой бьются уже не одно поколение учёных.
                                                                  +1
                                                                  Далее опыт повторили еще раз, с включенными детекторами, но без записи данных о траектории движения фотонов. Несмотря на то, что опыт полностью повторяет предыдущий, за исключением возможности получения информации, через некоторое время на экране вновь образовалась интерференционная картина из светлых и темных полос.
                                                                  Вот здесь самый шаткий момент. Я никогда не понимал — действительно ли волновая функция схлопывается в момент наблюдения, либо в момент — когда фотон, находящийся в суперпозиции взаимодействует с любой другой частицей, которая в свою очередь уже может передать информацию о взаимодействии по цепочке в мозг наблюдателя; и неважно — передаёт ли нет — важен сам факт взаимодействия?
                                                                    +2

                                                                    Естественно, просто при взаимодействии. Первый вариант — это какой-то лютейший антропоцентризм.

                                                                      +1
                                                                      А как же тогда парадокс Вигнера? Кроме того, никакого антропоцентризма не будет, если использовать интерпретацию Эверетта — на самом деле никакого схлапывания волновой функции не происходит, а наблюдатель видит определённый результат, потому что сам находится в точно такой же суперпозиции как и наблюдаемый объект.
                                                                        +2
                                                                        Под наблюдением в квантовой механике понимают взаимодействие фотона с датчиком, а не считывание человеком результата измерения.
                                                                      +1
                                                                      Обычно неформально считают, что сама макроскопическая действительность, в которой каждый объект уже определился где он находится, и изменить своего решения не может и является тем самым наблюдателем, который приводит к коллапсу вектора состояния микроскопической системы. При этом четкой границы между этой самой макроскопической действительностью и квантовым миром нет.
                                                                      ИМХО, нам хочется, чтобы мир состоял из мелких реально существующих частей, поведение которых давало бы поведение макроскопической реальности. Но согласно КМ получается, что реально существует макроскопическая действительность (реальность — по нашу сторону, а не в микромире), а если эту макро-действительность рассматривать очень детально, то мы видим множество возможных альтернативных микроскопических причин для наблюдаемой макро-картины.
                                                                      +10
                                                                      Если в голову пришла гениальная идея по физике, есть стандартный путь: опубликовать ее на dxdy, получить раздраженные разъяснения, закончить в разделе «Пургаторий». Чем виноват бедный geektimes?
                                                                        –2
                                                                        Пургаторий
                                                                        БГЫГЫК :)
                                                                          0
                                                                          Здесь была статья, «полчаса телефонного разговора с физиком», очень интересная. Как раз про такие темы.
                                                                          +2
                                                                          Тот случай, когда сразу понимаешь, что мысленный эксперимент с изъяном, но, к сожалению, знаний не хватает, чтобы осмысленно найти противоречие.

                                                                          В качестве контр-эксперимента проведем следующую модификацию приведенного в статье мысленного эксперимента, в которой возникнет парадокс:
                                                                          // как в исходном эксперименте
                                                                          1. Создаем пучек фотонов на Марсе, делим его и прогоняем через ДК для наблюдения интерференционной картины.
                                                                          // модификация
                                                                          2. Отражаем «холостые» фотоны не на Землю, а, скажем, на Венеру, а уже с нее отражаем их на Землю.
                                                                          3. В момент наблюдения интерференционной картины на Марсе отправляем отдельным лазером прямо на Землю информацию о том, что видим.
                                                                          4. Так как сигнал Марс-Земля придет раньше, чем «холостые» фотоны Марс-Венера-Земля, то ничто не мешает провзаимодействовать с ними на Земле так, чтобы результат противоречил принятому сигналу. Получаем парадокс, а физика их жуть как не любит.

                                                                          И вообще, не стоит шутки шутить с причинно-следственными связями. Всегда вылезет боком.
                                                                            0

                                                                            Вы встали на скользкий путь деления на ноль. А оно позволяет чудеса.

                                                                              0
                                                                              Господа, подскажите пожалуйста ссылку на статью о делении на ноль на geektimes. В статье рассказывалось о математической теории с наличием двух нулей, отрицательного и положительного. Никак не могу найти ту статью, может уже удалена. Заранее благодарю.
                                                                            0
                                                                            Новый вид криокамеры — пускаем человека со скоростью света и пусть себе крутиться вокруг солнечной системы, а когда нужно будет «разморозить» тормозим капсулу.
                                                                              0
                                                                              Ну… так оно в общем-то и есть. Дело за малым: разогнать и обеспечить круговую орбиту этой центрифуге с невиданными перегрузками.
                                                                                +1
                                                                                Ну, и еще как-то затормозить/завернуть/вернуть на Землю. Ибо даже третья космическая выглядит с точки зрения ТО жалко.

                                                                                Хотя можно и не возвращать: Пол Андерсон «Тау Ноль» :-)
                                                                                +3
                                                                                Не обязательно покидать землю. Световых скоростей можно добиться слепив на кухне, на коленке, систему из веревок и роликовых блоков, с (если мне не изменяет память) 31 блоком при начальной скорости 1 м/с
                                                                                  +3
                                                                                  Походу крепкая должна быть веревка :)
                                                                                    +5
                                                                                    Ага, только перед этим надо обязательно взять лист бумаги и сложить его пополам 20 раз.
                                                                                  +2
                                                                                  Коллеги, ваш стёб, конречно, весело читать, однако ведёте себя вы совершенно неспортивно. По следующим причинам:
                                                                                  1) Причина прецедентная. Во время оно Альберт Германович Эйнштейн был крайне несогласен с Нильсом Христиановичем Бором относительно базовых аспектов квантовой механики. Но вместо остёбывания научного оппонета он предпочел сформулировать свои претензии в виде строгих утверждений. Большую часть из которых Нильс Христофорович опроверг, а из меньшей родился, например, парадокс ЭПР. Что родится из вашего стёба — в лучшем случае ничего.
                                                                                  2) Идея конечности скорости света была предложена Анри Леоновичем Пуанкаре и развита уже известным нам Альбетром Германовичем Эйнштейном. При этом изначально речь шла об электромагнитном поле, а затем с лёгкой руки Альберта Германовича была распространена на все массивные и безмассовые материальные объекты. Важно подчеркнуть, что об информации речи не было, да и сейчас, если вы откроете любую книжку по СТО/ОТО, информация не присутствует в математическом формализме. Поэтому когда утверждается о том, что СТО/ОТО запрещает передачу информации со скоростью выше скорости света, делается неявное предположение, что иного способа, кроме как посадить информацию на пучок фотонов/электронов, и т.д. (нужное подчеркнуть) не существует
                                                                                  3) Предположение кажется вполне разумным, однако я хочу обратить внимание, что это всего лишь предположение, и на сегодняшний момент не существует математически (или физически) строго результата, доказывающего, что по-другому передавать информацию невозможно. Если я не прав — поделитесь ссылкой.
                                                                                  4) Хорошо известная логическая максима утверждает, что отрицательные утверждения невозможно доказать (если только они не сводятся к положительным). Так что автор статьи имеет полное право пытаться конструктивно доказать возможность построения сверхсветовой связи. Если получится, то, как говорится, in your face, если же нет — это не значит ровным счётом ничего.
                                                                                  5) Ну и напоследок — вспомним, что история науки показывает, что любая универсальная догма рано или поздно обнаруживает границы своего применения. Вспомним ту же плоскую Землю. Поверьте, что учителя учителя учителя (n раз повторить) вашего учителя/преподавателя, который рассказал вам о непреодолимости скорости света учили, что Земля-таки плоская. А оно эвон как вышло…
                                                                                    0
                                                                                    Поэтому когда утверждается о том, что СТО/ОТО запрещает передачу информации со скоростью выше скорости света, делается неявное предположение, что иного способа, кроме как посадить информацию на пучок фотонов/электронов, и т.д. (нужное подчеркнуть) не существует

                                                                                    Ок, в данном случае автор предлагает передачу информации все-таки пучком фотонов. Значит все, что писали ученые мужи до этого применимо — можно закрывать дискуссию.

                                                                                    А теперь вопрос вам: вы так фамильярно назвали здесь присутствующих «коллегами» — позвольте поинтересоваться вашими заслугами тогда? Потому что вы, извините, судя по вашему комментарию и комментариям в профиле, про ОТО/СТО несете чушь.
                                                                                      +2
                                                                                      К.ф.-н.м, PhD в области теоретической физике, диссертация посвящена непертурбативным вычислениям в суперсимметричных теориях Янга-Миллса и связи оных теорий с теорией суперструн. Можно было бы померятся индексами цитирования и прочее, но, судя по вашей способности делать выводы из комментариев, меряться вам особо нечем.
                                                                                      Так что да, когда разговор идёт о физике называя кого-то «коллега» я делаю комплемент. Видимо, в вашем случае я это сделал напрасно. За что приношу свои извинения.
                                                                                        +1
                                                                                        Изложите вашу идею про сверхсветовую передачу информации физикам на каком-нибудь специализированном физическом форуме, а мы посмеемся. Здесь же мы можем возразить вам только простой логикой: если сверхсветовая передача информации возможна, то можно построить сверхсветовой передатчик и передать информацию в будущее (в определенной системе отсчета). Тогда это либо нарушит причинность (можно будет узнать собственное будущее обменами сигналов в разных СО), либо нарушит принцип относительности СТО, который очень сложно выкинуть из физики (вам легче представить насколько сложно, как специалисту).
                                                                                          0
                                                                                          В прошлое, а не будущее, не?
                                                                                          В будущее мы её передаём постоянно, даже прямо сейчас.
                                                                                            0
                                                                                            Точно, в прошлое. В смысле, что можно будет поговорить с собой будущим. Или принцип относительности не верен.
                                                                                      +1
                                                                                      1. Спору нет. Ошибки предложенной схемы автора я предъявила выше.

                                                                                      2. СТО не утверждает максимальности скорости света. Это является неизбежным следствием одинаковости скорости света в разных системах отсчёта. А это экспериментальный факт. Так что ничего Альберт не выдумал, а вывел это из опыта, опровержение которому за 115 лет не найдено.

                                                                                      3. СТО не опровергнута, а значит сверхсветовая связь будет нарушать причинность. Стоит заметить, что современная физика нигде не требует соблюдения причинности! Поэтому её среди постулатов физики нет (да-да, друзья, это так). Однако от соблюдения причинности пока человек отказаться не может, т. к. это противоречит нашей логике. Хотите сверхсветовую связь — сначала придумайте, как быть с причинностью. А так да, такую передачу теоретически ничего не запрещает, хотя и не видно, как это может быть реализовано не только в рамках не только открытой экспериментального физики, но и в теоретических построениях.
                                                                                        0
                                                                                        А как сверхсветовая связь может нарушать причинность? Послали сигнал с Марса и тут же его приняли на земле, что не так? Или вы о чём то другом? Или я)
                                                                                          0

                                                                                          Если вы передаёт сигнал мгновенно в какой-то системе отсчёта, то существуют системы отсчёта, где отправка сигнала происходит позже его получения. Что и есть нарушение причинности.

                                                                                            0
                                                                                            Могли бы вы объяснить на примере о таких системах отсчета (где отправка сигнала происходит позже его получения)?
                                                                                            0
                                                                                            эм… совсем запутался. Сигнал то ещё не создан как его можно принять раньше? Это уже какое то путешествие во времени.
                                                                                              0
                                                                                              Ну смотрите отправлял корабль за 100 световых лет со скоростью близкой к скорости света. Сразу после запуска включаем мгновенную видеосвязь.

                                                                                              Поскольку относительно корабля Земля тоже летит со скоростью света время на Земле относительно корабля идет замедленно (обратное тоже верно на корабля относительно Земли тоже), то есть к моменту прилету корабля к Звезде видеосвязи на стороне Земли пройдет, скажем 1 день.

                                                                                              Через 100 лет на Земле включаем новую мгновенную видеосвязь с кораблем. В результате к моменту прилету корабля к точки назначения, у нас две видеосвязи — одна через 1 день после запуска, вторая через 100 лет после запуска.

                                                                                              Поворачиваем два экрана к друг другу и передаем информацию о своем будущем, которое можно будет изменить в прошлом (банально поговорив со своим внуком, потом не заводить детей, то есть внук окажется не существующим, но повлиявшим на ваше прошлое). А это уже временной парадокс или «нарушение принципа причинности», когда событие в будущем влияет на прошлое, да еще и возможно так чтобы события в будущем не произошло.

                                                                                              Так как физика не любит парадоксов — в ОТО мгновенной передачи быть не может. Можно оказаться от относительности времени и придумать некоторое абсолютное время, но для этого придется полностью выкинуть ОТО и заменить ее совсем другой теорией.
                                                                                                0
                                                                                                не понял) а если включить сразу связь и смотреть на экран весь полёт с Земли? как там и тут мы будем смотреть все 100 лет и ничего не нарушиться. Иначе мы должны видеть супер ускоренное видео
                                                                                                  –1
                                                                                                  Проблема по ОТО в том что время на ракете замедляется относительно Земли за счет скорости света. Надеюсь вы про это знаете? Но за счет относительности отчета, в точки отсчета корабля Земля тоже движется со скоростью света и там тоже время замедляется.

                                                                                                  Мы получаем парадокс когда с каждой стороны видеосвязи мы должны наблюдать замедление времени, что невозможно, либо должно приводить к возможности передачи информации из будущего в прошлое (как я описал выше). И то и другое плохо с точки зрения физики, хуже чем нарушение законов сохранения.
                                                                                                    0
                                                                                                    спасибо, примерно понял) Оказывается причина непонимания в замедление времени. Это же получается что все хим. процессы, распад атомов. и тд тоже замедляются. Интересно, как борт коробя будет взаимодействовать с окружающим пространством ведь у них будет как бы«другая» химия.
                                                                                                      0
                                                                                                      Химия то ладно, все равно на таких скоростях не успеют провзаимодействовать до того как аннигилируют, там каждая песчинка как атомная бомба. Там даже с геометрией все запутано: Парадокс шеста и сарая
                                                                                                  0
                                                                                                  Поскольку относительно корабля Земля тоже летит со скоростью света время на Земле относительно корабля идет замедленно

                                                                                                  Этот момент я не очень понял. Возьмем например фотон, летящий от звезды на поверхность планеты. В его системе отсчета его поглощение происходит мгновенно после запуска. Но снаружи может пройти миллион лет. То есть в его системе отсчета за то мгновение пока он летел, снаружи на планете возникла целая цивилизация. Значит с его точки зрения время снаружи наоборот ускорилось.
                                                                                                  Можно рассмотреть корабль, который летит чуть медленнее фотона. Он пролетит то же расстояние за "внешнее" время чуть больше миллиона лет, а в его системе отсчета пройдет чуть больше чем миг, например один день.
                                                                                                  А если корабль замедлять, а планету ускорять, то они постепенно поменяются поведением. Для медленного корабля наблюдаемое время на быстрой планете будет идти медленнее. Так же как и для медленной планеты на быстром корабле. Разве нет?

                                                                                                    0
                                                                                                    Это было бы так, если бы существовала выделенная система отсчета. Но ее нет.
                                                                                                      0

                                                                                                      Так я говорю про собственные системы отсчета объектов. Для фотона внешний миллион лет проходит за один миг. Это явно не замедление.

                                                                                                        0
                                                                                                        У вас где-то проблема в понимании. Попробуйте почитать «кратчайшую историю времени» Хокинга. А для фотона понятие времени вообще бессмысленно.
                                                                                                          –1

                                                                                                          Ну какая разница, можно электрон взять, или корабль. Вопрос же не в этом. Фотон просто предельный случай, так нагляднее.


                                                                                                          Почитать можно много чего, только книге вопрос не задашь.

                                                                                                            0
                                                                                                            Вот вы сначала прочитайте, а потом уже и вопросы.
                                                                                                              0
                                                                                                              Зато можно задать вопрос по книге.
                                                                                                              Впрочем, я бы всё же советовал «Физику пространства-времени» Тейлора, Уилера — или, если чувствуете в себе силы, второй том Фейнмановский Лекций. Повозившись руками с формулами шансов понять происходящее гораздо больше.
                                                                                                                –2

                                                                                                                Ну то есть вы знакомы с предметом и даже вы не можете показать, где ошибка в рассуждениях? Как же тогда я ее найду)

                                                                                                                  0
                                                                                                                  Вы просто путаетесь в понятиях. А чтобы указывать на ошибки, надо иметь полные рассуждения со всеми выкладками в хорошо формализуемом виде. У вас их нет.

                                                                                                                  p.s. похоже, что вы просто не так понимаете, о каком времени когда идет речь. Когда говорят «у вас замедляется время» имеется ввиду, что ваши часы идут медленнее по сравнению с часами того, кто смотрит на вас со стороны.
                                                                                                                    –1

                                                                                                                    Да, а когда говорят "на Земле замедляется время", значит часы на Земле идут медленнее по сравнению с часами того, кто смотрит на Землю из корабля. Но ведь это не так, за время полета корабля 1 год на Земле пройдет 10 лет, значит наблюдение из корабля должно показывать часы, идущие в 10 раз быстрее корабельных.

                                                                                                                      0
                                                                                                                      Во время когда корабль ускоряется до скорости света действует «гравитационное замедление времени» и часы на Земле кажутся «идущими» быстрее, пока летит со скоростью близкой с скорости света наблюдение из корабля покажет на Земле покажет часы идущие в 10 раз медленнее, когда корабль будет тормозится — время снова «замедлиться».

                                                                                                                      Поэтому нет, хотя космонавты постареют в 10 раз меньше, пока они летят в ракете со скоростью 0.9 света для них время на Земле будет идти в 10 раз медленнее.
                                                                                                        0
                                                                                                        Разве нет?

                                                                                                        Не совсем. Вам надо прочитать о парадоксе близнецов. Парадокс ОТО в том что системы корабль летящий к Солнцу и Земля, «летящая» от корабля, равноправны, то есть замедлятся время у обоих системах. Но вот за счет ускорения из неподвижного положения до скорости света близнец на корабля постареет меньше.

                                                                                                        Отказаться от этого можно, но придется выкинуть ОТО и придумать новую совсем другую теорию вместо нее. Поэтому возможны ли верность ОТО, либо сверхсветовая связь/движение.
                                                                                                          0
                                                                                                          Не в ускорении там дело, а в смене системы отсчета.
                                                                                                            0

                                                                                                            Я читал, у меня и про него вопрос)

                                                                                                            0
                                                                                                            Не надо говорить «система отсчета фотона», ИСО, в которых фотон неподвижен, не существует. Поэтому давайте рассматривать корабль, летящий с досветовой скоростью.

                                                                                                            Проблема в том, что на корабле при взлете нельзя непосредственно знать время на Земле — его можно только как-то вычислить.
                                                                                                            Пусть корабль пролетает мимо неподвижной относительно Земли планеты в сторону Земли, и на Земле в этот момент (с точки зрения Земли) включают секундомер и ждут, когда к ним прилетит корабль. На корабле в момент встречи с той планетой часы выставляют в 0.
                                                                                                            Корабль прилетает на Землю, ему показывают секундомер и говорят: «вот, видите, наши часы насчитали больше времени, чем ваши».
                                                                                                            Капитан корабля: «Так, а когда вы их запустили? Якобы когда мы были у той далекой планеты? Нет, я вот тут прикинул и получается, что вы запустили их раньше времени, поэтому они и насчитали больше».

                                                                                                            Т.е. в ИСО Земли на Земле измеряли время полета корабля, и оно оказалось больше, чем показывают корабельные часы. В ИСО корабля часы на Земле просто запустили раньше, чем было нужно. Те часы на Земле, которые в ИСО корабля запустили когда было нужно, показывают время меньшее, чем часы корабля — но на Земле думают, что их просто запустили поздно.
                                                                                                              0

                                                                                                              Но ведь можно выставлять оба перед взлетом с Земли. Но вопрос немного не в этом. Ок, пусть будет корабль. Если он летел по внутренним отсчетам 1 год, а снаружи прошло 100 лет, то внешнее время для него ускоряется, а не замедляется. Если снаружи будут посылать световой импульс раз в год, то корабль примет 100 импульсов.

                                                                                                                0
                                                                                                                Что значит «снаружи»? Для летящего корабля нет единого «времени снаружи», с его точки зрения часы на разных планетах показывают разное время.

                                                                                                                Можете полностью описать эксперимент, где какие часы выставляем, что с чем как синхронизируем и т.д.?
                                                                                                                (желательно чтобы любые конкретные часы двигались всё время инерциально)
                                                                                                                  0

                                                                                                                  Эксперимент примерно такой. Для упрощения возьмем 10 импульсов, так проще представить.


                                                                                                                  На 10 планетах вдоль следования корабля расставляем передатчики. Расстояние между планетами 0.9 светового года. Все планеты вращаются вокруг звезд, сравнимых с Солнцем, со скоростью, сравнимой с планетами Солнечной системы. Корабль будет лететь со скоростью 0.9c.
                                                                                                                  На передатчики заранее отправляем сигнал "отправить световой импульс через N времени", где N необходимая задержка, разная для разных передатчиков. Для дальней планеты N = 10 лет, отправлять надо за 9 лет до старта корабля. Для ближней планеты сигнал будет "отправить световой импульс через 1 год" за 0.9 года до старта корабля. Начальное время у всех передатчиков 0, важно чтобы они могли отсчитывать секунды с минимальным отклонением в течение 10 лет.


                                                                                                                  Далее корабль отправляется, пролетает мимо планет, считывает сигналы. Точное время приема сигналов внутри корабля не важно. Важно, что он примет их 10 штук и снаружи пройдет 10 лет, а внутри корабля меньше 10. Значит внешние события для движущегося корабля случаются быстрее, а не медленнее.


                                                                                                                  Или у меня где-то ошибка, тогда хотелось бы узнать где.