Էյնշտեյն-Պոդոլսկի-Ռոզենի պարադոքս

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search

Էյնշտեյնի-Պոդոլսկու-Ռոզենի պարադոքս (ԷՊՌ պարադոքս), մտային փորձի օգնությամբ քվանտային մեխանիկայի ոչ կատարյալ լինելը ցույց տալու փորձ, որի էությունը միկրոօբյեկտների պարամետրերի մտովի չափումն է՝ առանց նրանց վրա որևէ ազդեցության։ Այդպիսի մտովի չափման նպատակը միկրոօբյեկտի վիճակի մասին ավելի շատ տեղեկություն հավաքելն է, քան տալիս է քվանտային մեխանիկան դրա վիճակի մասին։

Պարադոքսի պատմությունը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

1927 թվականին Սոլվեյյան 5-րդ գիտաժողովում Էյնշտեյնը կտրականապես դեմ ելույթ ունեցավ Մաքս Բոռնի և Նիլս Բորի կոպենհագենյան մեկնաբանությանը՝ քվանտային մեխանիկայի մաթեմատիկական մոդելին վերաբերվելով որպես իրական հավանականություն։ Նա հայտարարեց, որ այս մեկնաբանության կողմնակիցները կարիքից դրդված բարեգործություն են կատարում, իսկ հավանական բնութագիրը լոկ վկայում է նրա մասին, որ միկրոպրոցեսների ֆիզիկական էության մասին գիտելիքներն ավարտված չեն[1]։ Ահա այսպես ծագեց Բորի և Էյնշտեյնի վեճը ալիքային ֆունկցիայի ֆիզիկական իմաստի մասին։

1935 թվականին Էյնշտեյնը Բորիս Պոդոլսկու և Նաթան Ռոզենի հետ հոդված գրեց «Կարելի՞ արդյոք ֆիզիկական իրականության քվանտային մեխանիկայի նկարագրությունը համարել կատարյալ» վերնագրով[2], որտեղ նկարագրեց մտային փորձը, որը հոդվածի պատճառով կոչվեց Էյնշտեյն-Պոդոլսկու-Ռոզենի պարադոքս։

Այս հոդվածի հրատարակումից հետո Նիլս Բորը հոդված հրատարակեց նույն վերնագրով, որում նա քվանտային մեխանիկայի հավանական նկարագրության օգտին մի քանի փաստեր և էյնշտեյնյան հարաբերականության տեսության դիրքերի միջև որոշակի նմանություններ բերեց։ 1952 թվականին Բորը ԷՊՌ-ի փորձի օպտիկական տարբերակի միջոցով փորձի հնարավորությունը ենթադրեց, որը կարող էր լուծել Էյնշտեյն-Բորի վեճը։

1964 թվականին Բելլը բանաձև ներմուծեց[3]՝ օգտագործելով լրացուցիչ պարամետրեր, որոնք կարող էին բացատրել քվանտային երևույթների հավանականությունը։ Դրանց միջոցով ստացված անհավասարությունը պետք է ցույց տար, որ կարող են արդյոք լրացուցիչ պարամետրերը քվանտային մեխանիկայի նկարագրությունը դարձնել ոչ թե հավանական, այլ դետերմինիստական։ Բելլի անհավասարության բավարարման դեպքում այդպիսի դետերմինիստական նկարագրությունը՝ լրացուցիչ պարամետրերի օգտագործմամբ, անհնարին է։ Նման ձևով, փորձով հարավոր եղավ ստանալ հեռավոր չափումների միջև հարաբերակցությունը, նկարագրող որոշիչ մեծությունը և նրա հիման վրա ասել, որ արդյոք քվանտային նկարագրությունը հավանական է թե դետերմինիստական։ 1972-թվականին Ստյուարտ Ֆրիդմանի և Ջոն Կլաուզերի կողմից[4] Բերկլիում՝ Կալիֆորնիայի համալսարանում կատարված փորձի արդյունքները գրանցեցին քվանտային մեխանիկայի համաձայնությունը և Բելլի անորոշության խախտումը։ Այնուհետև Հարվարդի համալսարանում Խոլտը և Պիպկինը քվանտային մեխանիկայի հետ համընկնող և Բելլի անհավասարությունը բավարարող արդյունքներ ստացան։

1976-թվականին Էդվարդ Ֆրայը և Ռենդել Թոմպսոնը[5] Հյուստոնում պատրաստեցին փոխկապակցված ֆոտոնների ավելի կատարելագործված աղբյուր և նրանց արդյունքը համընկավ քվանտային մեխանիկայի հետ։ Նրանք Բելլի անհավասարության խախտումը վերականգնեցին։ Բոլոր այս փորձերը կատարվել են միաուղի բևեռացուցչի միջոցով և տարբերվում են միայն փոխկապակցված ֆոտոնների աղբյուրներով և ստացումով։ Այդպիսի պարզեցման դեպքում փորձերում օգտագործվում են բևեռացուցիչներ, որոնք բաց են թողնում զուգահեռ բևեռացված լույսը, բայց ոչ փոխուղղահայաց ուղղությամբ լույսը։ Դրա համար կարելի ստանալ միայն մեծությունների մի մասը, որոնք անհրաժեշտ են հեռավոր չափումների միջև փոխկապակցումը հաշվելու համար։ Փորձի ճշգրտությունը բարձրացնելու համար անհրաժեշտ է ունենալ լավ կառավարվող երկուղի բևեռացուցիչ։

1982-1985 թթ-ին Ալան Ասպեն, օգտագործելով համապատասխան սարքավորում, բարդ փորձերի շարք իրականացրեց, որոնց արդյունքները քվանտային մեխանիկայի արդյունքների հետ համընկան և հաստատեցին Բելլի անորոշությունների խախտումը։ Մինչև այժմ փորձերի կատարումը շարունակվում է և հենց Ալան Ասպեն վերջնական հաշվարկը պետք է կատարի առանց որևէ խոռոչ թողնելու, որը դեռ չի կատարվել և թաքնված պարամետրերի տեսության հետևորդները շեշտադրում են նոր դետալներ քվանտային մեխանիկայի ամբողջ տեսության համար։ Այժմ միայն հայտնի է այն, որ թաքնված պարամետրերի տեսության ամենապարզ տեսքերը իրականում չեն համընկում, իսկ բարդ տեսքերը դեռևս կառուցված չեն։

Պարադոքսի բացատրությունը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

ԷՊՌ փորձը, հեղինակների տեսանկյունից, հնարավորություն է տալիս միաժամանակ ճշգրտորեն չափել մասնիկի կոորդինատն ու իմպուլսը։ Միևնույն ժամանակ քվանտային մեխանիկայում ապացուցվում է, որ այդպիսի չափումները անհնարին են։ Դրանց հիման վրա Էյնշտեյնը, Պոդոլսկին և Ռոզենը եզրակացություն կատարեցին քվանտային տեսության ոչ կատարյալ լինելու մասին։ Իրականում փորձը չի հակասում քվանտային մեխանիկային և հեշտությամբ լուծվում է նրա օգնությամբ։ Թվացյալ հակասությունը առաջանում է այն պատճառով, որ չափումներ հասկացությունը ունի մի քանի տարբեր իմաստներ դասական և քվանտային տեսություններում։

ԷՊՌ փորձի անսովոր լինելը դասական մեխանիկայի տեսակետից այն է, որ առաջին մասնիկի իմպուլսի արդյունքում երկրորդ մասնիկի վիճակը փոխվում է, մասնիկները գտնվում են իրարից բավականին հեռավորության վրա։ Այստեղ արտահայտվում է քվանտային մեխանիկայի ոչ տեղային բնութագիրը։ Միևնույն ալիքային ֆունկցիայով բնութագրվող երկու մասնիկներից բաղկացած համակարգը, այդ մասնիկների հասարակ գումար չի հանդիսանում, եթե նույնիսկ նրանց միջև փոխազդեցություն չկա։ Այդպիսի համակարգի վիճակը կարող է փոխվել չափումների արդյունքում։ Այդ տեսակետից ԷՊՌ-ի նախնական կցումը թերի է, քանի որ չափման արդյունքում այդ երկու համակարգերը չեն փոխազդում, որի արդյունքում առաջին մասնիկի նկատմամբ գործողությունը ինչպիսին էլ չլինի, երկրորդ համակարգի նկատմամբ իրական փոփոխություն չի առաջանա։ Ալիքային ֆունկցիան ոչ տեղային մեծություն է, և մասնիկների միջև հեռավորությունը ինչպիսին էլ որ լինի, ոչ մի դեր չի կատարում։ Մտային ԷՊՌ փորձը և նրա հետ կապված քվանտային մեխանիկայի ոչ տեղայնացումը ներկա ժամանակում մեծ ուշադրություն է գրավում՝ կապված քվանտային տելեպորտացիայի նկատմամբ փորձերի հետ։ Պատմականորեն ԷՊՌ պարադոքսում, դրան հետևած Բորի և Էյնշտեյնի միջև քննարկումը կարևոր դեր են կատարել այնպիսի հասկացությունների պարզաբանման համար, ինչպիսիք են հանդիսանում՝ «տեսության ամբողջականություն», «ֆիզիկական իրականություն» և «համակարգի վիճակ»։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Кузнецов Б. Г. Эйнштейн. Жизнь. Смерть. Бессмертие. — 5-е изд., перераб. и доп. —М.: Наука, 1980. — С. 535-537.
  2. Einstein A, Podolsky B, Rosen N (1935). «Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?». Phys. Rev. 47 (10): 777–780.DOI:10.1103/PhysRev.47.777.
  3. David Lindley (2005). «What's Wrong with Quantum Mechanics?». Phys. Rev. Focus 16(10).
  4. S.J. Freedman and J.F. Clauser, Experimental test of local hidden-varible theories, Phys. Rev. Lett. 28, 938 (1972)
  5. E.S. Fry, R.C. Thompson, Experimental test of local hidden-varible theories, Phys. Rev. Lett. 37, 465 (1976)