Kuantum dolanıklığı çok farklıdır ve anlaşılması zordur, ancak anlamayı kolaylaştırmanın yolları vardır.

Kanada'daki Toronto Üniversitesi'nden Amar Vutha şöyle açıkladı:

Örnek: Dolanıklık, parçacık özellikleri arasındaki bir tür "kuantum düzeltmesidir". (Şematik diyagram yukarıdaki gibidir)

Kuantum bilgisayarlar, kuantum kriptografi ve kuantumla ilgili şeyler genellikle haberlerde yer alır. Onlarla ilgili makaleler kaçınılmaz olarak dolanmadan bahsedecek ve kuantum fiziğinin doğası bu sihirli cihazları gerçeğe dönüştürüyor.

Einstein, dolanıklığı "uzaktan ürkütücü eylem" olarak adlandırdı ve bu ad yavaş yavaş anlaşılıyor. Bir kuantum bilgisayar inşa etmekten ve dolanıklığı başka şekillerde anlamak ve kullanmaktan çok daha yararlıdır.

Örneğin, daha doğru veriler elde etmek için yerçekimi dalgalarını ölçmek için kullanılabilir, bu yüzden özel malzemelerin özelliklerini daha iyi anlıyoruz. Diğer alanlarda da daha doğru bir şekilde ortaya çıkarılabilir: Parçacıkların birbirine dolanma oluşturmak için nasıl çarpıştığını inceliyor ve atom saatlerinin doğruluğunu nasıl etkilediğini anlamak istiyorum.

Ama dolaşıklık nedir? Bu "hayalet" fenomeni anlamanın bir yolu var mı? Fizikten iki kavramı birleştirerek açıklamaya çalışacağım: korunum yasası ve kuantum süperpozisyonu.

Koruma hukuku

Koruma yasası, tüm fizikteki en yaygın ve önemli kavramdır. Enerjinin korunumu yasası, kapalı (izole edilmiş) bir sistemin toplam enerjisinin değişmeden kaldığını söyler (elektrik enerjisi, mekanik enerji veya termal enerji gibi başka enerjilere dönüştürülebilir). Bu yasa, ister buhar makinesi ister tramvay olsun tüm makinelerimizin çalışmasının temelini oluşturur. Koruma yasası bir muhasebe hesabı gibidir: Etrafınızdaki az miktarda enerjiyi değiştirebilirsiniz, ancak toplam miktar aynı kalmalıdır.

Momentumun korunumu (momentum, hız ile kütle çarpımıdır), farklı ağırlıktaki iki patencinin birbirini ittiğini ve ikisinden hafif olanın daha hızlı ve daha uzağa kayabileceğini açıklayabilir. Bu yasa aynı zamanda ünlü atasözünü de açıklar: Her kuvvet için eşit ve zıt bir tepki kuvveti vardır. (Tekrar bir örnek olarak bir patenciyi ele alalım) Açısal kinetik enerjinin korunumu, dönen bir patencinin kolunu tutarak ona daha hızlı yaklaşabileceğini açıklar.

Fransız artistik patenciler Gabriella Papadakis ve Guillaume Cizeron, 2019'da Beyaz Rusya'da düzenlenen Avrupa Artistik Patinaj Şampiyonası'nda koruma yasasının etkisini kanıtladı (yukarıdaki resimde)

Bu korunum yasalarının, uzak galaksilerdeki kara deliklerden en küçük dönen elektronlara kadar, evrenin geniş bir yelpazesinde çalıştıkları deneysel olarak kanıtlanmıştır.

Kuantumla ilgili takviyeler

Kendinizi ormanda güzel bir yürüyüş yaptığınızı hayal edin. Patikada bir çatalla karşılaşıyorsunuz, ancak sola mı yoksa sağa mı gideceğinize karar veremiyorsunuz. Soldaki yol karanlık ama sonunda güzel manzaralar var; Sağdaki yol güneşli ama engebeli. Sonunda sağa gitmeye karar veriyorsun, ama yine de soldaki yolu düşünüyorsun. Kuantum dünyasında her iki yolu da seçebilirsiniz.

Kuantum mekanik sistemler için (her şeyin yüksek sıcaklıklardan ve dış rahatsızlıklardan tamamen ayrıldığı), içerideki kurallar daha da ilginçtir. Dönen topaçlar gibi, örneğin, bir atom saat yönünde dönmeye devam edebilir veya saat yönünün tersine dönmeye devam edebilir. Dönen bir top gibi olmasa da, yine de + durumunu koruyabilir.

Kuantum sistemleri birbirine eklenebilir veya çıkarılabilir. Matematiksel bir bakış açısından, kuantum durumlarını birleştirme kuralı, vektörlerin toplanması ve çıkarılması kuralı olarak da tanımlanabilir. Kuantum durumlarının böyle bir kombinasyonu için dünya örtüşüyor. Garip kuantum etkilerinin ardındaki çift yarık deneylerini veya dalga-parçacık ikiliğini duymuş olabilirsiniz.

Doğru bir cevap almak için + süperpozisyon durumuna sahip bir elektronu zorlamaya karar veriyorsunuz. Sonra serbestçe dönen elektronlar ya durur ya da durur. İki sonucun olasılığını hesaplamak kolaydır (elinizde iyi bir fizik kitabı var). Dünya görüşünüz, evrenin tam olarak öngörücü bir şekilde davranmasını gerektiriyorsa, bu sürecin içsel rastgeleliği sizi rahatsız edecektir. Ama ... bu hayattır (deneysel test)

Koruma yasaları ve kuantum mekaniği

Şimdi bu ikisini bir araya getiriyoruz ve enerjinin korunumu yasasını bir çift kuantum parçacığına uyguluyoruz.

Toplam 100 birim enerji ile başlayan bir çift kuantum parçacığı (atom) hayal edin. Siz ve arkadaşınız parçacıkları ayırın ve her bir parçayı getirin. 40 birim enerjiniz olduğunu görüyorsunuz. Enerjinin korunumu yasasını kullanarak, arkadaşınızın 60 birim enerjiye sahip olması gerektiği sonucuna varıyorsunuz. Kendi atom enerjinizi öğrendikten sonra, arkadaşınızın atom enerjisini de bilmelisiniz. Arkadaşınız size herhangi bir bilgi söylemese bile, bileceksiniz. Siz atom enerjisini ölçerken arkadaşınız galaksinin diğer tarafında olsa bile, yine de bileceksiniz. Onlarla ilgili korkutucu hiçbir şey yok (bunun sadece bir korelasyon olduğunu ve nedensel bir ilişki olmadığını anladığınızda).

Ancak bu atom çiftinin kuantum durumu daha ilginç olabilir. Bu atom çiftinin enerjisi, birçok olası yola bölünebilir (elbette, aynı zamanda enerjinin korunumu yasasına da uygundur.) Bu atom çiftinin birleşik durumu, bir üst üste binme ve tesadüftür, örneğin: +.

Bu, iki atomun dolaşık halidir. Bu ne sizin atomunuz ne de arkadaşınızın atomudur Bu süperpozisyon durumunda enerji kesindir. Bununla birlikte, enerjinin korunumu yasası nedeniyle, bu iki atomun özellikleri birbiriyle ilişkilidir: toplam enerjileri her zaman 100 birime eşittir.

Örneğin bir atomu ölçüp 70 birim enerjiye sahip olduğunu bulursanız, arkadaşınızın atomunun 30 birim enerjiye sahip olduğundan emin olabilirsiniz. Arkadaşınız size herhangi bir bilgi söylemese bile, bileceksiniz. Enerjinin korunumu yasası sayesinde arkadaşınız galaksinin diğer tarafında olsa bile arkadaşınızın atom enerjisini bileceksiniz.

Referans

1. WJ Ansiklopedisi

2. Astronomik terimler

3. kozmosmagazin-deniz yosunu rengi

İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin

Lütfen yeniden baskı için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin

Buz ve ateş iki cennettir, dünya güneş dalgası tarafından kilitlenirse ne olur?

Güneş sistemi nasıl oluştu? Bilim adamları, aralarında bulutsu hipotezinin yaygın olarak kabul edildiği birçok cevap verdiler

190701 Reba'nın Temmuz güzergahı açık, yaz "sıcak" ile dolu

Yaratıcı mı yoksa yok edici mi? Süpernova hakkında

"İlk Lansman" Nadir Et, tohum turu finansmanı aldı ve ilk yerli yapay et oyuncusu doğdu?

Dünya döndüğüne göre, güneş ne olacak? Ayrıca dönecek mi?

Güçlü performans / uzun pil ömrü / ısınma yok, oyunlardan hoşlananlar bu cep telefonlarını kaçırmamalı

Bu gece ayı seyrederken popüler bilim bilgisi: Neden ayın ön tarafı arka tarafa göre daha koyu? Bunların hepsi Yuehai'den kaynaklanıyor

Xinte Automobile'in seyahat mantığı farklılaştırılmış atılım

Güneş sistemindeki hemen hemen tüm gök cisimleri aynı düzlemdedir. Bu, Tanrı'nın bir "başyapıtı" mıdır?

Zaobao: Güney Afrika Başkanı, emisyon sahtekarlığı nedeniyle Huawei / JAC'yi desteklediği için 170 milyon yuan para cezası verdi

Ekşi! Çocuk mezun olduktan ve kız arkadaşına evlenme teklif ettikten sonra, danışman ona teklif yüzüğünü verdi ...