Наблюдение влияет на реальность

наблюдатель воздействует

Одно из самых странных предположений квантовой теории, которое давно очаровывало как философов, так и физиков, состоит в том, что, наблюдая что-то, наблюдатель воздействует на это.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature 26 февраля 1998 года, исследователи из Института Вейцмана провели чрезвычайно подробный контролируемый эксперимент, демонстрирующий, как акт наблюдения влияет на электроны. Эксперимент показал, что влияние наблюдателя на происходящее возрастает с увеличением интенсивности наблюдения.

В исследовательскую группу, возглавляемую профессором Мордехаем Хейблумом, входили аспирант Эяль Букс, д. Ральф Шустер, д. Диана Махалу и Dr. Владимир Уманский. Исследователи являются членами отдела физики твердого тела Института Вейцмана и работают в Центре субмикронных исследований имени Джозефа Х. и Белль Браун.

Когда «квантовый наблюдатель» наблюдает

Квантовая механика утверждает, что частицы также могут вести себя как волны. Это может быть справедливо для электронов из субмикронного диапазона — то есть на расстояниях размером менее микрона, то есть одной тысячной миллиметра. Когда электроны ведут себя как волны, они могут одновременно проходить через несколько отверстий в барьере и снова встречаться на другой стороне барьера. Эта «встреча» называется интерференцией.

Как ни странно, помехи могут возникать только тогда, когда никто не смотрит. Как только наблюдатель наблюдает за частицами, проходящими через отверстия, у физиков возникает совершенно иная картина: если можно наблюдать частицу, проходящую через одно отверстие, ясно, что она не прошла через другое отверстие. Другими словами, под наблюдением электроны «вынуждены» вести себя как частицы, а не как волны. Таким образом, сам акт наблюдения влияет на результаты экспериментов.

Чтобы продемонстрировать это, ученые Института Вейцмана построили крошечное устройство размером едва ли в микрон, содержащее барьер с двумя отверстиями. Затем они направили поток электронов на барьер.

«Зрителем» в этом эксперименте был не человек. Ученые спрятались за крошечным, но очень сложным детектором электронов, который обнаруживает проходящие электроны. Способность «квантового искателя» распознавать электроны можно улучшить, изменив его электропроводность.

Рекомендуем: Как создать то, что вы желаете

Помимо «наблюдения» или «отслеживания» электронов, детектор не влиял на ток. Однако команда обнаружила, что простое присутствие наблюдательного детектора рядом с одним из отверстий вызывало изменения в интерференционной картине электронных волн, проходящих через отверстия в барьере. На самом деле этот эффект зависел от «силы» наблюдения. По мере увеличения способности «наблюдателя» воспринимать электроны — другими словами, по мере увеличения степени наблюдения — интерференция становилась слабее; Напротив, интерференция становилась сильнее, когда способность обнаружения электронов уменьшалась, другими словами, когда уменьшалась наблюдательность. Таким образом, управляя свойствами квантового наблюдателя, ученые смогли контролировать его влияние на поведение электронов.

Теоретическая основа этого явления была разработана несколько лет назад рядом физиков, среди которых д. Ади Штерн и профессор Йозеф Имри из Института Вейцмана вместе с профессором Якиром Аароновым из Тель-Авивского университета. Новая экспериментальная работа была инициирована в обсуждениях с профессором Шмуэлем Гурвицем из Института Вейцмана, ее результаты уже вызвали интерес многих физиков-теоретиков во всем мире и изучаются, в частности, профессором Иегошуа Левинсоном из Института Вейцмана.

Технология завтрашнего дня

Результат эксперимента, а именно то, что наблюдение «уничтожает» помехи, может быть использовано в будущих технологиях для безопасного обмена информацией. Это может произойти, когда информация закодирована таким образом, что для расшифровки требуется вмешательство многочисленных электронных путей.

«Любое прослушивание предотвратит вмешательство», — говорит профессор Хейблум. «Так получатель узнает, что сообщение было перехвачено».

В более широком масштабе эксперимент Института Вейцмана является важным вкладом в усилия исследовательского сообщества по разработке квантовых электронных машин, цель, которая вполне может быть достигнута в следующем столетии. Этот радикально новый тип электроники может одновременно использовать корпускулярную и волновую природу электронов. Однако для создания таких устройств необходимо лучшее понимание взаимодействия этих двух свойств. Такая технология будущего могла бы, например, открыть путь к новым компьютерам, мощность которых намного превзошла бы мощность самых современных моделей.

Рекомендуем: Как вы можете создать свою реальность

Исследование частично финансировалось мюнхенским фондом Minerva Foundation. Профессор Имри возглавляет кафедру Макса Планка по квантовой физике и возглавляет Центр теоретической физики им. Альберта Эйнштейна Минерва.

Институт Вейцмана — крупный центр научных исследований и высшего образования в Реховоте, Израиль. 2400 ученых, студентов и других сотрудников института проводят более 850 исследовательских проектов, охватывающих весь спектр современной науки.

ЧИТАЙТЕ ДАЛЕЕ:

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Журнал Амром
Добавить комментарии

:) :D :( :o 8O :? 8) :lol: :x :P :oops: :cry: :evil: :twisted: :roll: :wink: :!: :?: :idea: :arrow: :| :mrgreen: