عندما اكتشف ميكانيكا الكم لأول مرة منذ قرن تقريبا، فإنه يفسد اثنين من الافتراضات الأساسية السابقة للكون، واحد هو الواقع الموضوعي (الواقعية)، "غير المحلية (غير محلة)".

وفيما يتعلق بمسألة الواقع الموضوعي من الفيزياء الكلاسيكية، ميكانيكا الكم تعتبر مراقب مستقل للعالم لا وجود له، ما يسمى الواقع لا يتم وصفها من قبل المرصودة. في السؤال الثاني، "غير محلة"، وميكانيكا الكم من "شرك" يمكن أن تنتهك نظرية النسبية لأينشتاين، تسمح الحدث في الزمان والمكان يمكن أن تؤثر على الفور الأحداث في آخر الزمان والفضاء، ونظرية النسبية ، وسرعة الضوء هي أعلى سرعة في الكون.

منذ اكتشاف الكميات الخفيفة، ويعتبر أينشتاين واحدا من مؤسسي نظرية الكم، لم يكن راضيا أينشتاين ميكانيكا الكم في وقت لاحق، وأن نظرية ميكانيكا الكم ليست كاملة، كلمة بسيطة هي - "الله لا النرد رمي ". في رأيه، وخصائص احتمال لميكانيكا الكم هي نظرية غير مكتملة الأداء أينشتاين الذي كان على قناعة بأن وراء ويجب أن يكون يمكن أن المبادئ الفيزيائية أكثر عمقا إعطاء تفسير لهذا، حتى وفاته في عام 1955، ما زالت هناك مشاكل لم يتم الرد عليها.

ومع ذلك، إلى حد بعيد الأكثر طموحا من مختبرات بيل أثبت مرة أخرى موثوقية ميكانيكا الكم: ميكانيكا الكم في جميع أنحاء جدا حرجة الضعف - اختيار الضعف، فريق دولي من مختبرات بيل على "الاستعانة بمصادر خارجية" إلى الكون، لذلك أن المشاركة في الكون إنتاج رقم عشوائي للحصول على أقصى قدر من العشوائية.

وبالإضافة إلى ذلك، وعموم جيان وى جامعة الصين للعلوم والتكنولوجيا أدى يتضمن الفريق الصيني أيضا تجارب على نقاط الضعف اختيار ميكانيكا الكم، بما في ذلك جميع الثغرات ثلاثة فعلت بعض الاستكشاف.

قد تكون هذه التجارب قريبا قادرة على إثبات أن العالم كله قد اتبعت نظريات اينشتاين خلال حياته لم يعجبه.

(المصدر: مجلة كوانتا)

ميكانيكا الكم "ملء الثغرة التي لا نهاية لها"

في اختبار لميكانيكا الكم، والتجربة هي مختبرات بيل الشهيرة، وراعيها هو أيرلندا الشمالية الفيزياء النظرية جون بيل.

في عام 1964، جون بيل توفير أخيرا وسيلة ناجعة لاختبار الكم علماء الميكانيكا التجربة. جرس التجربة، مصدر الفوتون متشابكا تنتقل عن طريق أليس وبوب على التوالي الفوتونات اثنين من أجهزة الاستقبال، كل مشاهد للحصول على زوج من الفوتونات متشابكا. أليس وبوب يقاس على التوالي الاستقطاب الفوتون (القطبي) مقبولة، ومن ثم مقارنة نتائج القياس لتحديد ما إذا كانت هناك علاقة بين القياسين.

الجرس في معظم التجارب، ويتم اختيار هذه الخصائص محددة الكم باسم "الاستقطاب نشطة على اتجاه معين".

الفيزياء الكلاسيكية لا ترى أي صلة بين نتائج القياس اثنين من الفوتونات، في مختبرات بيل، أي الاعتراف الأصالة ومحلة النظريات ويتوقع وجود حد أقصى وجود علاقة بين نتائج القياس. ولا يسمح للغير محلة لميكانيكا الكم وراء هذه العلاقة الأقصى بين القياسات.

وقد تم الانتهاء من مختبرات بيل الأولى كاملة نسبيا في 1970s، وخلص إلى أن الواقع الموضوعي وانهيار المحلية، ميكانيكا الكم الفوز.

(المصدر: مؤسسة صدى العلوم)

ولكن هذه التجارب المبكرة بيل لا يمكن استبعاد تماما وجود "نظرية الخفية". على سبيل المثال، إذا كان اثنان من التجربة، أليس وبوب بعيدا بما فيه الكفاية بعيدا إلى "الاختباء" سرعة التأثيرات الضوئية يمكن أن يؤدي إلى نتائج القياس تشكل تأثير أليس بوب على القياس.

بالإضافة إلى نقاط الضعف المحلية قد ذكرت للتو، في وقت سابق مختبرات بيل هناك ثغرة واختر ثغرة أخذ العينات. يشير أخذ العينات إلى الضعف إذا استخدم أليس وبوب كفاءة كاشف منخفضة جدا، سوى جزء صغير من الفوتونات الكشف، قد تكون نتائج الإخراج لا وجود لها في وجود علاقة لضعف اختيار أليس بوب وقياس ما إذا كانت مجموعة محددة حول مستقلة تماما، لأنه حتى أدنى خيار أهمية سيدمر سلامة التجربة.

وإن كانت هناك سلسلة من التجارب في عام 2015، ودعا لهم من قبل أليس وبوب تكون مفصولة مسافة بعيدا بما فيه الكفاية في الفضاء، وبالنسبة للنقاط المراقبة ميزة عالية السرعة رقم عشوائي مولد والكفاءة للكشف عن شغل بنجاح جميع الثغرات الثلاث، و النتائج التي تم الحصول عليها تبين أن ميكانيكا الكم لا تزال صحيحة.

لكن الجامعة الوطنية الاسترالية (الجامعة الوطنية الاسترالية) من مايكل هول في وقت مبكر من عام 2011، كان قد اقترح "عدد المولدات عشوائي قد لا تكون كافية لملء الثغرات في التأثير اختيار" أنه إذا كانت مصادر الانبعاثات رقم عشوائي مولد والفوتون في الماضي من قبل بعض تفاعلت آلية اختباء مجموعة قياس المراقب، وحتى بعض من خصائص الفوتون في حد ذاته سوف تتأثر، وبالتالي تمكين بعض الملاحظة التجريبية من هذه العلاقة يجب أن لا وجود لها.

وقالت اسبانيا معهد الفوتون في العلوم (معهد العلوم الضوئية) من مورغان ميتشل: "في ذلك الوقت، وكيف يمكننا أن نضمن أن الجمعية لم تكن موجودة بين مولد رقم عشوائي ومصدر الفوتون أصبحت مشكلة كبيرة في هذه الصناعة، حتى إعطاء" اختيار ثغرة ربما ببساطة لا يمكن أن تملأ "الشعور".

لكن ميتشل وزملاؤه اقترح في وقت لاحق حلا ممكنا لالمبتكرة: سيتم اختيار الاستعانة بمصادر خارجية لمجموعة قياس للعب لاعب لعبة فيديو. "بيغ مختبرات بيل (الاختبار الكبير بيل)"، كل الاحتياجات لعبة لاعب لتوليد بسرعة سلسلة من 0 و 1، وسوف يستخدم العلماء آلة خوارزمية التعلم ومحاولة التنبؤ اختيار اللاعب، وفقا لإمكانية التنبؤ تسلسل لتوليد لاعب يسجل (الأعلى هو يسجل أكثر لا يمكن التنبؤ بها).

30 نوفمبر 2016، حوالي 100000 لاعبا إنشاء ما يقرب من 100 مليون أرقام عشوائية في اللعبة، تم تمرير هذه الأرقام في 13 الإصدارات المختلفة من مختبرات بيل في جميع أنحاء العالم.

الشكل شو الكبير بيل اختبار (المصدر: اختبار كبير بيل)

كشف فريق مختبرات بيل كما واسع في وقت سابق من هذا العام أن تظهر جميع النتائج التجريبية التي تأسست ميكانيكا الكم. وقال ميتشل: "إذا كان الإنسان قد الإرادة الحرة، وقد تم اختيارها من مختبرات بيل كبيرة لملء الثغرة".

ومع ذلك، الناس لديهم الإرادة الحرة هي الفرضية الفلسفية للغاية، والآن هو لا يمكن الاعتماد عليها، ولكن لديها وسيلة للتحايل على هذه المشكلة.

كل حدث الزمكان، هذه القياسات أليس وبوب، لديها "مخروط الماضي الضوء (الماضي مخروط الضوء)": وحدة الزمان والمكان، وأقل من أو يساوي إلى سرعة انتشار الضوء، يمكن أن تؤثر على نتائج هذا الحدث "إخفاء عامل "، والأحداث العشوائية عن طريق الحد قدر الإمكان لتوليد مجموعة قياس الارتباط مع الماضي، والتي يتم تقليل قدر الإمكان،" حجم مخروط الضوء الماضي، "نحن سوف تكون قادرة على تجاوز افتراض الإرادة الحرة، في طريقة يمكن الاعتماد عليها نسبيا لاختيار الثغرات التعبئة.

هذا هو بديل أندرو فريدمان، ديفيد كايزر وهارفي مود كلية (هارفي مود كلية) MIT جيسون كاليتشيو المطروحة.

وقال ديفيد كايزر: "نحن نحاول العمل الاستعانة بمصادر خارجية لعدد مولد عشوائي من الكون نفسه، للحصول على أقصى العشوائية".

التجربة ولدت الكون

هذه التجربة التي أجريت هو إلى حد بعيد أكبر اختبار لميكانيكا الكم تجربة مرة واحدة.

تجارب مع وجود خطط لجمع سلسلة من ستة تلسكوبات وأجهزة بصرية في ضوء بعض المجرات منذ بلايين السنين الصادرة، وتوسيع نطاق للتحقق من الزمان والمكان في الكون، ثم الحكم على جهة نظر الشهير آينشتاين خلال حياته، "ميكانيكا الكم المراوغات لكن لمعرفتنا ناقصة "صحيحة.

تخيل هذا البرنامج بسيط جدا، ولكن أيضا عدوانية جدا.

أليس وبوب قد تتلقى الفوتونات المنبعثة من وجوه بعيدة من خلال التلسكوب، واستخدام سمة اللون من كل فوتون لتوليد رقم عشوائي يحدد في تكوين القياس. على سبيل المثال، مقارنة مع عتبة أثارت موجات قياس الفوتونات أكثر الحمراء في اتجاه من الاتجاهات الاستقطاب اثنين، وأكثر من الأزرق قد تسبب في قياس الفوتون عتبة الطول الموجي في الاتجاه الآخر. لتعيين المعلمات قياس باستخدام الكون الضوئية نفسها، وإظهار ميكانيكا الكم لا يزال ساري المفعول، ونحن سوف تكون قادرة على إثبات دون أي "العوامل الخفية" يمكن أن تؤثر على مجموعة قياس في عملية انتشار الضوء إلى الأرض.

من أجل جعل هذه الرؤية إلى واقع عملي، كان أنطون زايلينجر كايزر والزملاء والمشرف على الدكتوراه دومينيك راوخ، والمعهد النمساوي للبصريات الكمية والكم معلومات من عدة محاولات التعاون. في التجربة الأولى، وأنها ستكون مصدر الفوتون متشابكا وضعها على سطح معهد فيينا Boltzmanngasse، وأليس وبوب، وتقع على التوالي في اثنين من المباني. بوب في الموارد الطبيعية وجامعة علوم الحياة (جامعة الموارد الطبيعية وعلوم الحياة، و) في الطابق الخامس، ويقع في 1150 متر شمال المصدر الفوتون، ويقع أليس في الطابق التاسع من البنك الوطني للنمسا، تقع على بعد حوالي 550 متر إلى الجنوب من مصدر الفوتون.

الشكل شو الموارد الطبيعية وجامعة علوم الحياة (المصدر: الموارد الطبيعية وعلوم الحياة، جامعة)

عندما يحل الليل، سوف وحظت تقع اثنين من الباحثين سماء النجوم على اثنين من اتجاه الشمال والجنوب مع تلسكوب صغير، ومناظير والفوتونات سيتم نقل المعلومات التي تم جمعها إلى أداة الألياف البصرية يمكن قياس الطول الموجي، إذا أقل من 700 نانومتر الفوتونات الطول الموجي، وأداة يولد نتيجة لذلك بطريقة (مثل لتوليد 1 الرقمي)، أو العكس بالعكس، وزيادة 0 و 1 عشوائيا مجموعة قياس المعلمات والكائنات من الفوتونات المنبعثة.

وكما هو الحال مع كل التجارب السابقة، فيينا التجربة سقف (التجربة على السطح فيينا) كما تبين أن ميكانيكا الكم هو الصحيح، ويمكن أن تشكل تأثير الملاحظ على مجموعة من "العوامل الخفية" لا وجود 600 سنة أو نحو ذلك الفوتونات تصل إلى كوكب الأرض.

(المصدر: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تكنولوجي ريفيو)

ولكن الخطة الأصلية التي اقترحها كايزر وزملاؤه مقارنة أسطح تجربة فيينا لتكون أكثر طموحا، ونحن نريد لاستخدام مليارات سنة ضوئية من الأرض، النجوم الزائفة مثل مولد رقم عشوائي.

عضو فريق البحث، قال توماس Scheidl: "إن الكوازار هو واحد من أبعد الأشياء بعيدا عنا، قد يكون من شدة الضوء من التلسكوبات البصرية، لكننا بحاجة التلسكوبات الكبيرة لفحصها".

مثل أسطح تجربة فيينا، يتطلب تجربة جديدة أيضا ثلاثة مواقع جغرافية مختلفة لوضع وتقع كل من أليس وبوب، وكذلك مصدر الفوتون متشابكا تقع بينهما.

يقع فندق La بالما في روكي دي لوس موتشاتشوس بنيت على قمة التل هناك تلسكوب كبير، لديه التكوين شبه مثالية للتجربة. سيتم جمع أليس من قبل الوطني الإيطالي تلسكوب غاليليو (تلسكوب الوطنية غاليليو) الفوتونات، وبوب استخدامها لالفوتونات جمع من وليام هيرشيل تلسكوب هولندا وإسبانيا والمملكة المتحدة بتمويل مشترك، ولكن هناك مكانا لتوليد أزواج الفوتون المتشابكة من الأجهزة البصرية، يقع مكتب مؤقت في وعاء مصنوع من تلسكوب بصري شمال اسكندنافيا الاسكندنافية موقف للسيارات، وهذا الموقف بالضبط تقريبا في منتصف أليس وبوب، على حد سواء مع مسافة نحو 500 متر، على التوالي.

التجربة، كانت أليس وبوب النجوم الزائفة المرصودة 7.8 مليار سنة ضوئية و 12.2 مليار سنة ضوئية من الأرض، الباحثون بتحليل بيانات تم جمعها وما مجموعه نحو ثمانية عشر ألف الفوتونات، فإن النتائج تظهر مرة أخرى أن ميكانيكا الكم فمن الصحيح.

يقع الرقم شو في لا بالما، جزر الكناري، الإيطالية غاليليو التلسكوب الوطنية (المصدر: جامعة هارفارد - مركز سميثونيان للفيزياء الفلكية)

إذا الوهم الكوني آينشتاين تزال موجودة حقا، ثم أنه قد لا يكون في بحثنا داخل النطاق

منذ الكوازار اثنين في اتجاهات مختلفة في السماء، فإنها تتداخل فقط في مخروط الضوء الماضي حوالي 13150000000 سنة ضوئية، باستثناء 96 من الممكن تأثير "العوامل الخفية".

وقال قيصر: "في الواقع، مخروط الضوء الماضي على أن تمتد إلى الانفجار الكبير عندما ولد الكون."

خريطة | (المصدر: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تقنية مراجعة)

ولكن يبقى السؤال، على الرغم من التجارب لإيجاد حل لمشكلة الضعف المحلي، وحدد لحد من الثغرات، وأخذ العينات الثغرات لا تزال موجودة.

تبث تجريبيا الحاجة الجو من المصدر إلى أليس وبوب، وهو ما يعني أكثر من كافية لضمان الكشف عن الفوتونات من الامتثال الفوتون كاشف. وقال قيصر: "لا يمكننا حتى محاولة لملء ثغرة أخذ العينات".

في نفس الوقت، من خلال الطلاب السابقين Zeilinger، وبان جيان وى جامعة الصين للعلوم والتكنولوجيا في الصين أدى تتم الفريق في التجارب على اتخاذ بعض التدابير ضد جميع الثغرات الثلاث.

من خلال الفوتونات الألياف متشابكا تنتقل من مصدر الفوتون تقع على مشارف شنغهاي أليس وبوب، وبالتالي تقليل الخسائر من الفوتونات، وضوء تولد عن رقم عشوائي من حوالي 11 سنة ضوئية من الأرض نجوم المنبعثة لوضع المعلمات المراقبة معين، وتظهر النتائج أيضا أن ميكانيكا الكم هو الصحيح.

حاليا، فإن الفريقين تفكر في كيفية مزيد من السيطرة تأثير ضعف النتائج التجريبية، مثل التي تنتجها الانفجار الكبير باستخدام الفوتونات من الملاحظات إشعاع الخلفية الكونية من الموجات الميكروية تعيين المعلمات. وقال قيصر: "هذه رؤية جذابة جدا ولكن مظلمة جدا أدركت، كما تعلمون، اي اشعاعات أقدم من الفوتونات الخلفية في الكون."

على الرغم من أن الفريقين التجارب لا يمكن المؤكد تماما أن الأفكار آينشتاين مخطئون، ولكن معظم علماء الفيزياء أن يكون على موثوقية ميكانيكا الكم لتشكيل توافق في الآراء، لن يكون لدينا فاجأت النتائج، كما أنها لا يمكن استبعاد إمكانية أينشتاين الصحيح، ولكن إذا تصور أينشتاين الكون وإذا كانت موجودة حقا، ينبغي الآن تم مزدحمة في زاوية صغيرة من الكون.

أسئلة حول ميكانيكا الكم قد لا يسبر غوره أيضا كما كان من قبل. لكن قيصر، وهذا هو ما يستحقون سبب للاحتفال. وقال قيصر: "أعتقد أن تبدو نظرية الكم بأنها جيدة كما كان من قبل، فإنه لا يزال كبيرا."