Fénysebességnél gyorsabb szimplex információátvitel interferometrikus hullámfüggvény-összeomlás indukációval Mit gondoltok, tényleg lehetséges? (egy kis anyag hozzá)
A kísérlet célja, hogy megpróbáljuk kivitelezni a "lehetetlent" - fénysebességnél gyorsabban információt továbbítani A pontból B pontba, két tudatos szemlélő (nevezzük őket Alíz-nak és Bob-nak) között, akik legyenek egymástól nagyon távol; a példa kedvéért a Földön és a Marson.
Normál esetben kb. 10 percig tartana, amíg a fény elérne a Földről a Marsra és fordítva; ugyanez igaz a rádióhullámokra is, és az Einstein-i relativitáselmélet szerint ennél gyorsabban elvileg is tejességgel lehetetlen kommunikálni.
Megjegyzés - Annak idején, amikor a párkeltés és a non-lokalitás jelenségét felfedezték és elkezdték tanulmányozni, természetesen az elsők között merült fel, hogy nem lehetne-e ezt felhasználni fénysebességnél gyorsabb kommunikációra. Hiszen a szétválasztott ikerpárok közötti kényszer-kapcsolat azonnali és mind térbeli, mind időbeli távolságtól teljesen független; és ha ez igaz, joggal reménykedhetnénk abban, hogy ezt "végtelenül gyors" információ-átvitelre is fel lehet használni.
Sok-sok kísérletet végeztek, ám mindegyik kudarccal zárult; méghozzá pont azért, mert bármelyik oldalon próbálták is megmérni az összekapcsolódott részecskepárok tulajdonságait, az eredményből nem derült ki semmi. Bár maga a helyi mérés mindig adott valamilyen eredményt (pl. 1-est vagy 0-át, ami lehetett spin, polarizáció, vagy bármilyen más komplementer tulajdonság terén), ebből nem lehetett eldönteni, hogy a másik oldal "akarta-e ezt" nekünk küldeni, vagy pont mi, a mérésünkkel tettük azt "ilyenné". Később, amikor (hagyományos kommunikáció útján) az eredményeket összevetették a két oldalon, akkor persze bizonyíthatóvá vált, hogy bármelyik fél is végezte el a mérést, mindig abban a pillanatban megváltozott a távoli részecske-ikertestvér állapota is (és valóban azonnal, fénysebességnél gyorsabban), de ehhez hagyományos úton össze kellett a mért eredményeket vetni. Még egyszerűbben fogalmazva - a távolbahatás végtelenül gyorsan megtörtént, de hiába, mert az információt ebből nem lehetett kihámozni. Pontosan ezt fejezi ki az egyik legnevezetesebb matematikai bizonyítás, az ún. Bell-féle egyenlőtlenség.
Mi ennek a "megkerülését" javasoljuk, kihasználva azt a tényt, hogy egy összefonódott fotonpárokat használó apparátusokban mindkét oldalon összeomlik a hullámfüggvény, ha kinyerjük a "melyik-út" információt, méghozzá térbeli és időbeli távolságtól függetlenül.
Vagyis, nem a részecskepárok tulajdonságaiból próbáljuk meg méréssel kitalálni, hogy mit akar nekünk küldeni a távoli fél, hanem éppen ellenkezőleg - a mérést éppen csak arra használjuk, hogy összeomlasszuk vele a hullámfüggvény interferenciáját a másik oldalon.
Az általunk javasolt kísérlet sematikus elrendezését az alábbi ábra szemlélteti.
Ebben az elrendezésben félúton a Föld és a Mars között helyezkedik el a jelforrás, ami az összefonódott részecskepárokat kelti egy kétrés-apparátus közbeiktatásával, majd a szignál és idler (másoló) párokat kvázi párhuzamos pályán a két távoli szemlélő (Alíz és Bob) felé küldi. Példánkban egyirányú kommunikációs csatornát alakítunk így ki, amelyben Bob elméletileg csak passzív szemlélő, Alíz viszont szabadon dönthet arról, hogy miként viselkedjen a hullámfüggvény mindkét oldalon.
Alíz tudja, amit mi is (mármint, hogy semmilyen információt nem fog tudni kinyerni ha detektálja a "melyik-rés" információt; mégis úgy építi meg adóberendezését, hogy az képes legyen erre a mérésre. Nem azért, hogy a mért eredményekből következtessen, hanem azért, hogy ha akarja, össze tudja omlasztani a hullámfüggvényt (és az interferencia-képet) Bob oldalán, aki ezt látja.
Így végső soron Alíz 1-bites információt tud küldeni Bobnak a következőképpen - Ha az elforgatható tükröket úgy állítja be, hogy a fotonpárok nála is interferáljanak, akkor Bob oldalán is interferálni fognak, és egyezményesen ez jelentheti például a 0-át. Ha viszont Alíz úgy állítja be az elforgatható tükröket, hogy minden egyes fotonpár útvonal-információját detektálni tudja, (sőt, ezt akár még meg is jeleníti saját maga számára, hogy tudatos szemlélőként ismerhesse azt minden egyes fotonnál), akkor az interferencia-képnek Bob oldalán is össze kell omlania egyetlen unalmas "fénykúppá". Ez jelentené az 1-es bit elküldését.
Fontos látnunk, hogy - bár az interferencia-kép kialakulása vagy összeomlása időt vesz igénybe - tekintve hogy csak több tíz, száz vagy ezer egyedi foton egymásutánisága alakítja ki az interferencia-képet (vagy nem), mégis - az ennek értelmezéséhez szükséges idő teljesen független a távolságtól.
Alíz és Bob lehetne akár egy másik naprendszerben, galaxisban vagy a világegyetem két peremén, milliárd fényévnyire, ez a távolság ebben az esetben teljesen lényegtelen.
A következtetésünk a következő - ha a fizikai törvényei működnek, és a világegyetem objektív realitás, akkor Alíznak képesnek kell lennie ezen a módon 1-bites információt (vagy 1-bites információs csomagok egymásutániságát, tehát gyakorlatilag bármit) fénysebességnél gyorsabban küldeni.
A kísérlet másik lehetséges kimenetele
Tegyük fel, hogy a nem túl távoli jövőben - akár 10-15 év múlva - képesek leszünk megépíteni ezt a kommunikációs kísérleti eszközt, de nem járunk sikerrel. Alíz hiába méri meg a foton-ikerpárok paramétereit, ezzel valamiért mégsem omlasztja össze Bob oldalán az interferencia-képet.
Nos, a negatív eredmény ezt jelenti, hogy nem tudunk fénysebességnél gyorsabban kommunikálni. Helyette viszont kísérleti bizonyítékot kapunk egy legalább ilyen furcsa és ijesztő felvetésre - hogy a világegyetem nem objektív valóság.
Ha a hullámfüggvény nem omlik össze Alíz megfigyeléseitől Bob oldalán, ez azt jelenti, hogy a hullámfüggvény összeomlása nem egy objektív, fizikai folyamat. Ilyen esetben azt kell, hogy feltételezzük, hogy maga a megfigyelő képes csak összeomlasztani a hullámfüggvényt, vagyis a megfigyelő szubjektív világegyeteme független a másik megfigyelőétől.
Ebből az következne (kísérletileg igazoltan!), hogy nincs objektív valóság.
Másképp - minden szemlélő a saját szubjektív világegyetemében él, amelyet saját maga, saját magának alakít ki, vagy él meg - és csak a saját megfigyeléseitől (esetleg hitétől) függ, hogy abban összeomlik-e egy hullámfüggvény, visszapattan-e egy labda a sarokról, leesik-e egy váza, lezuhan-e egy repülő, és hogy léteznek-e valójában tündérek, boszorkányok, szörnyek, lidércek és sárkányok.
Ez nyilván sokkólóan nagy ugrásnak és hirtelen váltásnak tűnik az elektronok, fotonok és egyéb, felfoghatatlanul kicsiny részecskék és a számunkra lényeges "megfoghatónak tűnő" világegyetem tárgyai és élőlényei között, de ha valaki jobban végiggondolja, nem az.
Ha a kvantumok szintjén szubjektív a világegyetem, akkor magasabb szinteken is az. Ilyen egyszerű, bármilyen döbbenetesen hangzik is mindez.
Ha viszont a hullámfüggvény összeomlik, amint Alíz elkezdi megfigyelni a "melyik-út" információt, akkor az objektív realitás értelmében "csupán" az Einsteini relativitáselmélet dől meg, és egyben képesek kell, hogy legyünk egy nagyon különleges távérzékelési eszköz létrehozására, amelyet "kvantum-radarnak" neveztünk el.
Van még valami, én itt a Földön indítanám a fotonokat, itt lenne a 2 rés, és itt kelteném a csatolt párokat. Tehát minden ugyanaz, csak nem félúton van a szerkezet, hanem itt. Én vagyok Aliz. Viszont Bob ugyanúgy a Marson van. Ebben az esetben minden ugyanúgy működik, csak éppen Bob cselekede előtt 10 perccel én már látom a cselekedetét?
Erre persze hagyományos úton válaszolni is tudok (fénysebességgel), ami persze Bobhoz az ő cselekede után érkezik meg, tehát nem változtatja meg a kauzalitást. Hiába kiabálok neki, hogy ne úgy tekerje a tükröket, már későn éri el őt, fénysebességgel. Ellenben ha van még 1 ilyen szerkezet, ahol én vagyok az aktív fél. Hol a csapda?
Pl ha 1 megabájt adatot szeretnék elküldeni Bobnak, pl 1 zenét, ezzel a technikával, ő azonnal látná azt, tértől és időtől függetlenül?
válasza:nem vagyok kompetens a témában, és még a végére sem értem, viszont egy kérdés felmerült benne - ami nyilván a hozzá nem értésemből adódóan valszeg butaság, de azért megkérdezem:
"amelyben Bob elméletileg csak passzív szemlélő, Alíz viszont szabadon dönthet arról, hogy miként viselkedjen a hullámfüggvény mindkét oldalon. "
Tehát itt az lenne a válasz, hogy összeomlasztja a rendszert? Oké, hogy ezt a másik oldalon is azonnal érzékelik, de akkor tudnia kell mindkét félnek, hogy "mi a kérdés". pl.:
'Nyomd meg a gombot, ha megváltozik a rendszer!' - Oké, hogy ezt tudja érzékelni, és nem számít a dolgok mikéntje, nem kell kihámozni semmit...
Viszont azt, hogy meg kell nyomnia a passzív szemlélőnek (vevőnek?!) a gombot, azt tudatnunk kell vele. Amire ezzel a módszerrel nem vaguynk képesek. Tehát ott vaguynk ahonnan elindultunk nem?! :DDDDDD
válasza:Olvastam erről a (vagy hasonló) kísérletről, és elmélkedtem is rajta, de ugye - mint a kétrés kísérlet is mutatja - olyan hogy passzív szemlélő nincsen. Tehát vagy tudomást szerez a dologról, és ezzel egyben össze is omlasztja a hullámfüggvényt, vagy nem szerez róla tudomást, akkor meg olyan mint egy darab kő lenne, nincs befolyása a kísérlet kimenetelére.
Vagyis hiába viszik el a szétválasztott kvantumpár egyik darabját máshová. Aliz ha megnézi, ezzel összeomlasztja a hullámfüggvényt, tehát ezzel információt tudna közölni Bobbal. Vagyis ha Bobnál ez a hullámfüggvény összeomlik, akkor Bob tudja, hogy Aliz információt közölt vele. De Bob honnan szerez arról tudomást, hogy a hullámfüggvénnyel mi a helyzet? Csak úgy, ha megnézi - ám ez esetben ő maga is összeomlasztja a hullámfüggvényt! Tehát Bob nem fogja tudni eldönteni, hogy Aliz, vagy ő maga okozta-e a hullámfüggvény összeomlását. Valamint nem fog tudni információt szerezni arról, hogy összeomlott-e már a hullámfüggvény, hiszen számára egész addig nem történik ez meg, amíg ő maga tudomást nem szerez a hullámfüggvény állapotáról.
"Ha a kvantumok szintjén szubjektív a világegyetem, akkor magasabb szinteken is az. Ilyen egyszerű, bármilyen döbbenetesen hangzik is mindez."
Közelítsük meg a másik irányból a dolgot: Ha makroszinten objektív a világegyetem, akkor alacsonyabb szinteken (a mikrovilágban) is az. Hiába a Heisenberg-féle határozatlansági elv, ugyanúgy objektív marad. Legfeljebb van még olyan (felfedezetlen) komponense is a dolognak, amelyet még nem ismerünk, és ami befolyásolja a mikrorészek határozatlanságát. Ez számomra sokkal kézenfekvőbb feltételezés, mert az általad írt verzió sokkal inkább a filozófia, a hit irányába viszi el a dolgot - márpedig a tudománynak nem szabad a hiten alapulnia, különben megette a fene az egészet.
válasza:Mindemellett a párhuzamos szubjektív világok ellen szól az, hogy kapcsolatban vagyunk egymással, tehát nem lehetséges két külön eltérő világ, amelyikben van sárkány, a másikban meg nincs.
Ha azt mondom, hogy csak egy világ létezik, akkor az az enyém kell, hogy legyen, vagyis mindenkinek a sajátja. Mégis túlságosan elvont a feltételezés és összességében számos bizonyíték létezik az objektív valóságra.
Szerintem más akadálya lesz a morzézásnak, mert legfeljebb kis mennyiségű adatátvitel lehetséges ilyen módon, amennyiben ez valóban nem ütközik akadályba.
A fent vázol probléma talán megoldható, hogy a vevő félnél eleve megjelenített állapotot hoznak létre valamilyen módon, akkor a változás éeszlelhető.
válasza: válasza:Szerintem a dolog működhetne.
Még csak olyan korlát sincs, amit mondtál - ugyanis a hulámfüggvény összeomlása (leginkább az, ha nem omlott össze) - rendkívül gyorsan, mondjuk 5 részecske alatt 99% valószínűséggel látszik. Ha már egyetlen részecske nem egyenesen csapódik be, hanem oldalra - igen valószínű az interferencia.
Ezen kívül mindkét résztvevő felváltva lehet aktív: akkor ez egy half duplex csatorna.
Nézzük a működést még egyszer:
- Elindul több csatol pár, 5 perc múlva befut mindenkihez.
a: egyikük se nyúl bele - ebben az esetben nagyon rövid idő múlva az ernyőkép alapján mindketten érzékelik, hogy jelentkezik az interferencia, tehát mindkettő tudja, hogy a másik sem nyúlt bele a jelbe. A fénynél (ami 10 perc lenne), sokkal gyorsabban fogják tudni.
b: az egyikük nem ad, mégis összeomlik nála a hullámfüggvény - nyilvánvaló, hogy a másik omlasztotta össze, tehát nem szabad adni, venni kell a jeleket. Ezek is jóval fénysebesség felett érkeznek így.
c: legalább egyikük belenyúl - ebben az esetben mindketten érzékelik az interferenciakép összeomlását. De nem tudják, hogy a másik belenyúlt-e! Csak azt tudja az illető, hogy ő igen.
Nos, ezt a problémát a hálózattechnikában "ütközés"-nek hívják, és kiválóan el lehet követni hagyományos módszerekel is, ha pl. két hálózati kártya egyszerre akar adni. A megoldása is igen egyszerű: mindkettő abbahagyja az adást, majd véletlenszerű idő múlva ismét megpróbálja.
De ha közben érzékeli, hogy a másik elkezdett adni, akkor csak figyel.
Az pedig normális véletlenszám generátornál nagy valószínűséggel kizárható, hogy ismét egyszerre adjanak - még akkor is, ha többen vannak a hálózatban, hát még akkor, ha csak ketten.
Úgyhogy a probléma így megoldható.
- Nézzük a másik felét: mi van akkor, ha az egyikük mellett van a részecskék forrása?
Ebben az esetben ott a részecskéknek készíteni kell egy művonalat, ami legalább olyan hosszú, mint amekkora távolságra adni akarnak. E nélkül a rendszer nem működik, mert idő előtt megszűnik a csatolás. Ez csak arra való, hogy késleltesse a részecskét, míg a párja eljut a célig.
Innen kezdve a probléma gyakorlatilag ugyanaz, mint az előbb - eltekintve attól, hogy csak egyetlen pontosan célzó adó szükséges, és nem kell egy eszköznek valami nyakatekert és képtelen pályán manővereznie a két bolygó között.
Nem lehet időben semmit visszanézni - ugyanis, ha megpróbáljuk, akkor azonnal megszakad a csatolás és a részecskének a párja már nem csatolt állapotban jut el a másik félhez, és így információátvitelre teljesen használhatatlan lesz (ill. csak hagyományos információátvitelre lesz jó).
Vagyis mindkét helyen csakis akkor szabad megnézni (ernyővel) a részecske állapotát, ha a másik helyen a másiknak már lehetősége lett volna beavatkozni.
Az információ abból derül majd ki, hogy beavatkozott-e, vagy sem. Ha idő előtt megnézzük, akkor csak az derül ki, hogy mi magunk beavatkoztunk.
Még egy: ha mindkét félnek van ilyen adókészüléke, és ezt egyszerre működtetik, akkor a másik mindkét oldalon problémamentesen veheti az adást, ha ő maga nem szól bele.
Ebben az esetben ez full duplex, dedikált csatorna.
Nézzünk néhány technikai problémát:
- rendkívül pontos célzás kell. A részecskék többségének (ezek nem rádióhullámok!) el kell találnia a folyamatosan mozgó célt, cm-es pontossággal.
- részecskék eltűnhetnek útközben, ill. a csatolás megszűnhet (nem csak mi tudjuk "megnézni" a részecskét, hanem akár egy porszem is).
Ez viszont csak azt jelenti, hogy a csatorna zajos. A zajszűrést nem ma találták fel, és itt is működik.
- nagyon hosszú művonalat még nem tudunk építeni. Jelenleg pár km-es működő vonalunk van.
- az alapjelet előbb el kell indítani, és információt csak akkor fog átvinni, ha már elérte a célt. Magyarán, ez csak onnan kezdve lesz villámgyors átvitel - ha még csak most célozgatunk az adókészülékkel, akkor pont úgy fog működni, mint egy hagyományos adó. Vagyis, ha az a célunk, hogy most keressük meg a célpontot, akkor ez a készülék semmivel sem ér többet egy hagyományos adónál... sőt: a nehézkes működtetés és a pontos célzás miatt sokkal rosszabb.
Ennek a készüléknek csak akkor van értelme, ha oda-vissza késleltetés nélkül szeretnénk beszélgetni vele.
Egyirányú adásnál gyakorlatilag értelmetlen ezt használni.
Azonban ennek a készüléknek a működést akár ma meg tudnánk nézni.
Ugyanis olyan detektoraink vannak, hogy amelyek már femtoszekundumos jeleket érzékelnek, így két részecske között nagyon rövid lehet a távolság, és teljesen egyértelmen ki tudjuk mérni, hogy mi történt velük.
Akár már pár 10 vagy 100 méteres távolságon belül teljesen egyértelmű eredményt kapunk - annak ellenére, hogy így csak rendkívül rövid idővel, de így is messze felülmúlná a fénysebességet.
Tényleg: miért is nem végezték még el ezt a mérést?
válasza:Ja, még néhány probléma:
- ezek a részecskék nem mennek fénysebességgel!
Ez nyilván csak technikai probléma, és a párkeltési energiától függ - de ezt is meg kell oldani, és még akkor is lassúbbak lesznek a szökési sebesség miatt.
Tehát ha 10 fénypercnyire szeretnénk beszélgetni, akkor az alapjelet mondjuk 12 (vagy 120) perccel előbb indítani kell.
- nem mindegy, milyen részecskét indítunk!
Legjobb lenne valami semleges és olyan, amelyik nem nagyon hat kölcsön az úton lévő anyaggal és energiamezőkkel - de jól detektálható. Elektronok vagy protonok pl. biztos nem jók.
válasza:@00:37 Te összekevered a szezont a fazonnal.
Az összefonódott EPR párokat ne keverjük a kétrés kísérlettel. Az ernyőbe becsapódó részecskék által kirajzolt képet meg akkor láthatjuk meg ha odaértek ami maximum fénysebességgel történik. Ott meg nem 5 részecske képe rajzolódik hanem a részecskék billiói.
Az összefonódott részecskepárokra érvényes a távolbahatás, de ebből információt nem lehet kinyerni. Van valamilyen állapota egy ilyen részecskének amitől függ a párja állapota. Az hogy melyik függ melyiktől, ha ok okozati összefüggést keresek akkor bármelyik lehet ok és okozat.
válasza:Utolsó, nem igazán értem, amit mondasz.
Mi a gond a fenti ábrával?
Ott vagy kialakul interferenciakép, vagy nem.
De ha ez az elrendezés nem működne - akkor is, úgy tudom, hogy az ilyen "összefonódott" részecskepár egyik tagjáról is meg lehet állapítani - zavarás nélkül - hogy még összefonódott állapotban van, vagy sem.
Amit leírtam, az a módszer erre is alkalmazható.
válasza:@12:25
"Mi a gond a fenti ábrával?"
Túl elfogult voltam, meg sem néztem az ábrát. Erre nem is gondoltam. Adok zöld pacsit neked ezért (nem pontoztalak le akkor mert lepontozni a legritkább esetbe pontozok le.)
Nem tudom hogy működne e fénysebesség feletti kommunikáció, elvileg így igen.
Ebben az esetben @Sceptic nem egészen a kérdésre válaszolt illetve nem érti az ábrát.
"Vagyis hiába viszik el a szétválasztott kvantumpár egyik darabját máshová. Aliz ha megnézi, ezzel összeomlasztja a hullámfüggvényt, tehát ezzel információt tudna közölni Bobbal. Vagyis ha Bobnál ez a hullámfüggvény összeomlik, akkor Bob tudja, hogy Aliz információt közölt vele. De Bob honnan szerez arról tudomást, hogy a hullámfüggvénnyel mi a helyzet? "
A kétrés kíséretet csináljuk meg nagyba és máshogy. Van egy adó a Föld és a Mars között mely részecskéket indít el a Marsra egysével nagy pontossággal a Marson van egy ernyő mely előtt két rés van melybe csapódnak a részecskék. Van az adó állomáson egy részecske kettőző kirsály mely összefonódott párokat készít melyek a Földre irányít. Egy bizonyos idő múlva megnézik a Marson az ernyőt melynek képe attól függ hogy a Földön elvégezték e a mérést. Először ki kell várni még a részecskék elérik a 2 bolygót utána már folyamatosan jönnek a részecskék, utána lehet a fénysebességnél gyorsabban információt küldeni, a részleteket a kolléga leírta.
Hol a hiba?
--------
"De ha ez az elrendezés nem működne - akkor is, úgy tudom, hogy az ilyen "összefonódott" részecskepár egyik tagjáról is meg lehet állapítani - zavarás nélkül - hogy még összefonódott állapotban van, vagy sem. "
Erről nem tudok.
válasza:"az ilyen "összefonódott" részecskepár egyik tagjáról is meg lehet állapítani - zavarás nélkül - hogy még összefonódott állapotban van, vagy sem."
Szerintem egyszerű: ha zavarják, akkor soha nem lesz interferenciakép.
Ennyire meg Bob sem hülye, hogy értelmes jel helyett csupa 1-et adjon, órákig.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!