Jsme neskutečně lokální nebo skutečně nelokální?
Einstein kontra kvantová mechanika
Byl to právě tento geniální fyzik, který vypustil do světa myšlenku kvantování elektromagnetického pole, díky čemuž vysvětlil podstatu fotoelektrického jevu a obdržel za to Nobelovu cenu.
Poznámka na okraj - správně ji měl dostat za teorii relativity, ale tento objev byl příliš průlomový a hlavně tomu tehdy skoro nikdo nerozuměl, proto komise raději sáhla po jiném zdůvodnění. Co kdyby se nakonec ukázala teorie relativity jako zcela zcestná?
Albert stál, i když víceméně mimoděk, u kolébky kvantové mechaniky. Nebyl to však dobrý otec, spíše ekvivalent zlé macechy, po zbytek života se totiž snažil tuto oblast fyziky zadupat do země. Možná proto, že v kvantovém měřítku nefunguje OTR a též proto, jak mnohem později prohlásil Steven Hawking: "Nejenže Bůh zcela jistě hraje v kostky, ale dokonce nás často i mate tím, že tyto kostky hodí někam, kde je ani On sám nedokáže pozorovat."
EPR paradox
Nejznámějším Einsteinovým pokusem o důkaz, že kvantová teorie je mylná je Einstein-Podolského-Rosenův paradox (EPR paradox) z roku 1935. Tahle parta fyziků si vzala na mušku jednu ze základních vlastností kvantové mechaniky: nelokálnost. EPR paradox tvrdí následující:
Seženeme nějaký kvantový systém - může to být třeba dvojice fotonů z jednoho zdroje. Fotony necháme letět každý opačným směrem až na konec vesmíru. A protože kvantová mechanika tvrdí, že polarizace jednoho i druhé fotonu jsou na sobě závislé (kvantově korelované) a že polarizace nejsou určené v okamžiku kdy oba fotony opuštějí zdroj, nýbrž až v momentu, kdy ji fotonům tuto vlastnost změříme, pak lze provést následující. Změřením polarizace fotonu na jednom konci vesmíru nastavíme polarizaci fotonu na druhém konci. Pokud k tomu nedojde v okamžiku měření přes celý vesmír, jsi nahraná, kvantová fyziko.
Bellova nerovnost
EPR paradox a vůbec spor Einsten versur Bohr byl celá léta oblíbeným tématem rozhovorů za dlouhých zimních večerů, při dobrém doutníku a nějaké té skotské. Ta méně šťastná část fyziků vedla tyto debaty při svíčce a drkotání zubů v sibiřském gulagu, kam Stalin posílal každého, kdo byl chytřejší než on a odvážil se to dát najevo. Ale vraťme se zpět k té šťastnější části světa, do klubu gentlemanů, ke skleničce skotské.
Abychom mohli dokázat, že EPR paradox popisuje, jak funguje kvantový svět, je kvantová korelace. A zde vstupuje do hry pan John Bella jeho slavný teorém, Bellova nerovnost. Pokud si pod pojmem Bellova nerovnost představíte rozdíl mezi skutečně provolanými minutami a výší účtu od mobilního operátora, tak to je špatně, to je jiný Bell, Graham Bell, ten co vynalezl telefon. Bellova nerovnost funguje jinak, ale konec konců, když si o ní budeme povídat, můžeme zůstat u toho telefonování.
Jana a Jana, telefonický pokus
Mějme Janu a Janu, dvě free cool a in teenegerky, které toho provolají opravdu hodně. Obě mají mobily od dvou různých operátorů. A teď to začne být zajímavé, dostanou totiž těžký úkol - každá z nich si po dobu jednoho měsíce musí vždy ráno zvolit operátora, jehož služby bude daný den využívat a druhý mobil nechat doma. Musí to udělat náhodně, proto jsme jim přichystali minci s logy operátorů na jednotlivých stranách mince, ráno si jí právě jednou hodí a co padne, ten mobil si vezme. Na konci měsíce potom porovnáme celkovou útratu obou Jan.
Nyní do hry vstupuje věc, které se říká skryté proměnné. Jana i Jana jsou spolužačky a kamarádky, často si volají, mají podobný okruh přátel, ale jiné lásky a trochu jiné zájmy - to všechno ovlivňuje, zčásti společně pro obě, zčásti u každé zvlášť jejich potřebu telefonování nebo esemeskování. Pokud by se podařilo vysvětlit vztah mezi výší účtů Jany a Jany, třeba že první Jana bude mít účet vždy o něco menší, tedy pokud tento vztah dokážeme plně vysvětlit jenom díky skrytým proměnným bez ohledu na zvoleného operátora, je to špatně a kvantová fyzika má problém. Bellova nerovnost ale říká, že tento vztah závisí i na volbě operátora a to u obou dívek naráz.
Uvědomuji si, že jsem jako příměr nezvolil tu nejvhodnější oblast (vzhledem k věku obou Jan je obtížné vysvětlit z jejich chování naprosto cokoliv a jen málokterý rodič či jiný výzkumník sebere tolik odvahy a tolik finančních prostředků, aby jim dal do ruky neomezené volání). Zůstaňme raději u myšlenkové stránky tohoto pokusu, podobně jako se slavnou Schroedingerovou kočkou v krabici.
Schroedingerovy koťata a pokus pana Aspecta
Nelokálnost kvantové fyziky lze ostatně ukázat na potomcích této slavné kočky, která přežila pokus s krabicí, kvantovým jevem, kvantovým detektorem a smrtícím plynem. Poté se dožila vysokého věku, šťastně se vdala a přivedla na svět dvě koťata. Bohužel se jich ale zmocnili kvantoví mechanizátoři, zavřeli každé z nich do rakety, těsně před startem poslali do každé rakety po jednom kvantově korelovaném fotonu a potom odpálili každou z raket na jiný konec vesmíru.
Ještě je důležité dodat, že v raketě je obvyklé příslušenství kvantového pokusu: podpora života, zábavní modul her pro kočku a též nezbytný pekelný stroj, který pokud naměří například polarizaci P1, koťátko zabije. Kvantová fyzika předpovídá, že pokud najdou mimozemšťani někde na konci vesmíru jednu raketu, otevřením kabiny a zjištěním, jak je na tom kočka vevnitř, okamžitě přes celý vesmír ovlivní stav druhé kočky. Tedy pokud budou mít štěstí, nevyletí na ně dlouhou cestou k smrti naštvaná kočka. Toto je další důkaz celistvosti kvantové mechaniky, protože EPR paradox lze aplikovat na kočku.
Do roku 1982 byl podobný pokus možný pouze jako myšlenkový. V tomto roce na univerzitě v Paříží tým vědců vedený Alainem Aspectem pomocí měření právě polarizace fotonů, vysílaných z jednoho zdroje do dvou různých směrů potvrdil, že i v reálné přírodě dochází k narušení Bellových nerovností a tudíž že kvantové jevy jsou skutečně nelokální.
Jsme lokálně neskuteční nebo skutečně nelokální?
Od roku 1982 se i nadále experimentovalo, Aspectův pokus byl proveden i s elektrony a potom s atomy. Dokonce byl proveden tento pokus tak, že místo sledování souvztažností v prostoru je sleduje v čase a výsledek nám dává na výběr - buďto jsme skuteční a přijmeme tento výsledek jako reálný, anebo jsme nelokální.
Odtud plyne název článku, někteří fyzikové se dodnes nesmířili s nelokálním působením (nazývají to strašidelné působení na dálku) a raději tvrdí, že vše je přelud, že jsme neskuteční, hlavně když jsme lokální.
Já osobně budu mnohem radši skutečný, i když nelokální. A jak jste na tom vy, drazí čtenáři?
Pokud se Vám tyto články líbí, jejich pokračování můžete už dnést nalézt na emag.cz
Martin Tuma
Uspořádejme referendum o ČT a ČRo
Poslanecká sněmovna může snadno a rychle uspořádat referendum o ČT a ČRo - stačí poplatky udělat dobrovolné.
Martin Tuma
Zapomenuté jaderné průšvihy - smrtící radioterapie
Asi nenajdeme závažnější nukleární incident, který by byl způsobený neúmyslnou chybou softwaru. O život přišlo 6 lidí
Martin Tuma
Habemus censorem principalem - máme hlavního cenzora
Máme nového hlavního cenzora, jenom se mu tak nesmí říkat, prý to je koordinátor strategické komunikace vlády
Martin Tuma
Berte Viagru, dokud si na to vzpomenete
Rozsáhlá studie odhalila významné snížení výskytu Alzheimerovi nemoci u pravidelkných uživatelů Viagry
Martin Tuma
Matematický mozkolam s váhami
Nepravidelný občasník zaměření na občerstvení mozkových závitů v matematice. Neváhejte to zkusit, třeba v sobě objevíte netušený talent.
Další články autora |
Trump se vrátí do Bílého domu. Urval klíčové státy, prohlásil se vítězem
Sledujeme online Donald Trump zvítězil v amerických prezidentských volbách. Získal klíčovou Pensylvánii, jeho...
Nenávidím vás všechny! Hollywood je v šoku z Trumpova vítězství
Šok, zlost, zklamání a smutek. Tak se dá shrnout reakce Hollywoodu a amerických tvůrců na vítězství...
Mám rakovinu, oznámil ministr Válek. Objevil ji screening, čeká jej operace
Ministr zdravotnictví Vlastimil Válek oznámil, že má rakovinu. Prohlásil to na tiskové konferenci k...
Feriho převezli do vězeňské nemocnice. Hrozila nákaza HIV, uvádí média
Bývalý poslanec Dominik Feri, který si odpykává trest za znásilnění dvou dívek a další pokus o...
14 milionů za 14 prasat. Myslivci se posmívají policii za odstřel divočáků
Premium Policejní vrtulníky, noční vidění, tlumiče, termovize a v součtu 70 elitních snajprů v akci za 14...
Hasiči a policisté dostanou 2500 korun, řekl Rakušan. Slíbil i osekat byrokracii
Přímý přenos Hasiči a policisté by měli podle Rakušana dostat přidáno 2 500 korun. Kromě 1 500 korun v tarifní...
Přišel vyčistit komín, seniorku doma ubil k smrti. Hrozí mu až výjimečný trest
Kriminalisté zadrželi muže, který v pátek v pražské Písnici brutálně zaútočil na seniorku v jejím...
Náklaďák se nevešel pod most. Náraz vážně porušil konstrukci a posunul koleje
Řidič nákladního auta pobořil železniční most u Čimelic na Písecku. Snažil se ho podjet s vozem...
Za požár bytu v Jičíně mohl zkrat tužkové baterie. Zemřel při něm člověk
Policie odložila případ červencového požáru v bytovém domě v Jičíně, při kterém zemřel muž a další...
- Počet článků 118
- Celková karma 0
- Průměrná čtenost 1531x
Už vyšla kniha: "Tim se ptá: Proč a jak funguje vesmír". Objednat můžete na martin.tuma@smartblue.net
Seznam rubrik
- Kvantové kočkování
- Si vis pacem, para bellum
- Technologie
- Osobní
- Nezařazené
- 100x proč a jak funguje vesmír