Квант. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности

Кумар Манжит

1970 Январь. В Геттингене в возрасте восьмидесяти семи лет умирает Борн.

1972 Апрель. Джон Клаузер и Стюарт Фридман из Калифорнийского университета в Беркли экспериментально проверили неравенство Белла и сообщили о его нарушении: ни одна теория со скрытыми параметрами не может воспроизвести предсказания квантовой механики. Однако остаются сомнения в точности их результатов.

1976 Февраль. В Мюнхене в возрасте семидесяти пяти лет умирает Гейзенберг.

1982 После многих лет подготовительной работы Ален Аспект с коллегами проверяет неравенство

Белла с максимально возможной точностью. Их результаты показывают, что это неравенство нарушается. Большинство физиков, включая самого Белла, соглашается с этими результатами.

1984 Октябрь. Во Флориде в возрасте восьмидесяти двух лет умирает Дирак.

1987 Март. Во Франции в возрасте девяноста четырех лет умирает де Бройль.

1997 Декабрь. Группа из Инсбрукского университета, возглавляемая Антоном Зейлингером, сообщает, что удалось осуществить передачу квантового состояния частицы из одного места в другое, что фактически означает ее телепортацию. Неотъемлемая часть этого процесса — явление квантового перепутывания. Группа из Римского университета под руководством Франческо де Мартини тоже успешно осуществляет эксперимент по квантовой телепортации.

2003 Октябрь. Энтони Леггетт публикует неравенство, аналогичное неравенству Белла, но полученное в предположении о нелокальной реальности.

2007 Апрель. Австрийско-польская группа под руководством Маркуса Аспельмейера и Антона Цайлингера сообщает об измерении ранее не проверявшихся корреляций для пар перепутанных фотонов, показывающее, что неравенство Леггетта нарушается. Эксперимент отметает возможность существования только некоторой группы возможных нелокальных теорий со скрытыми параметрами.

20... Квантовая теория гравитации? Теория всего? Теория по ту сторону кванта?

Глоссарий

В глоссарий входят термины, выделенные курсивом.

Абсолютно черное тело. Гипотетическое идеализированное тело, способное поглощать и испускать все падающее на него электромагнитное излучение. В лаборатории оно моделируется нагретым ящиком с крошечным отверстием в одной из его стенок.

Альфа-распад. Процесс радиоактивного распада ядра атома, в результате которого происходит испускание -частицы.

Альфа-частица. Субатомная положительно заряженная частица, состоящая из двух связанных протонов и нейтронов. Испускается при альфа-распаде; идентична ядру атома гелия.

Амплитуда. Максимальное смещение в волне или при колебательном движении, равное половине расстояния от верхней точки волны (или колебания) до самой нижней точки. В квантовой механике амплитуда процесса — это число, связанное с вероятностью осуществления данного процесса.

Атом. Наименьшая, химически неделимая часть элемента, состоящая из положительно заряженного ядра, окруженного

системой отрицательно заряженных электронов. Поскольку атом нейтрален, число положительно заряженных протонов в ядре равно числу электронов.

Атомный номер (Z). Количество протонов в ядре атома. Атомный номер каждого элемента определен однозначно. Атомный номер водорода, ядро которого состоит из одного протона, вокруг которого вращается один электрон, равен 1. Уран с 92 протонами и 92 электронами имеет атомный номер 92.

Бета-частица. Быстро двигающийся электрон, испускаемый ядром радиоактивного элемента в результате превращения нейтрона в ядре атома в протон. Хотя р-частицы двигаются быстрее и обладают большей проникающей способностью, чем а-частицы, тонкая металлическая фольга может их остановить.

Броуновское движение. Хаотическое движение частичек пыльцы, взвешенных в жидкости. Впервые наблюдалось в 1827 году Робертом Броуном. В 1905 году Эйнштейн понял, что броуновское движение — результат случайных ударов частичек пыльцы молекулами жидкости.

Вектор скорости. Скорость тела в заданном направлении.

Вероятностная интерпретация. Предложенная Борном интерпретация волновой функции, согласно которой она позволяет вычислить только вероятность обнаружить частицу в данном месте. Это неотъемлемая часть положения, согласно которому квантовая механика может воспроизвести только относительные вероятности результатов измерения наблюдаемых величин и не может предсказать, каким будет результат данного эксперимента.

Волновая механика. Версия квантовой механики, предложенная Эрвином Шредингером в 1926 году.

Волновая функция . Математическая функция, описывающая волновые свойства системы частиц. Волновая функция определяет все, что можно знать о состоянии физической системы или частицы в квантовой механике. Например, с помощью волновой функции атома водорода можно вычислить вероятность обнаружить его электрон в определенной точке вблизи ядра. См. вероятностная интерпретация и уравнение Шредингера.

Волновой пакет. Суперпозиция большого числа различных волн, гасящих друг друга везде кроме небольшой, ограниченной области пространства; можно использовать для отображения частицы.

Волны материи. Когда поведение частицы демонстрирует волновой характер, ассоциирующаяся с нею волна называется волной материи или волной де Бройля. См. длина волны де Бройля.

Вынужденная (вторичная) эмиссия. Процесс, при котором падающий фотон не поглощается возбужденным атомом, а “вынуждает” его испустить еще один фотон той же частоты.