นักฟิสิกส์วางข้อจำกัดใหม่เกี่ยวกับบทบาทของแรงโน้มถ่วงในการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น

นักฟิสิกส์วางข้อจำกัดใหม่เกี่ยวกับบทบาทของแรงโน้มถ่วงในการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น

ประสบการณ์ในชีวิตประจำวันของเราแสดงให้เห็นว่าโลกขนาดมหึมานั้นแตกต่างจากโลกควอนตัม ไม่เหมือนกับอนุภาคควอนตัม วัตถุในชีวิตประจำวันของเราไม่ได้อยู่ในสถานะซ้อนทับกัน ตามเนื้อผ้า นักฟิสิกส์อธิบายการเปลี่ยนแปลงระหว่างโลกทั้งสองโดยกล่าวว่าหลักการซ้อนทับควอนตัมซึ่งเป็นรากฐานของทฤษฎีควอนตัมจะพังทลายลงเมื่อมีการวัด ฟังก์ชั่นคลื่นของระบบนี้จะถูกกล่าวว่า “ยุบ” พร้อมกับ

การวัด

เหตุใดการยุบตัวดังกล่าวจึงยังไม่ชัดเจน แต่แบบจำลองหนึ่งซึ่งพัฒนาโดยนักฟิสิกส์เชิงคณิตศาสตร์และวาดจากผลงานก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงอาจมีบทบาทสำคัญ ขณะนี้ นักวิจัยในอิตาลี เยอรมนี และฮังการีได้กำหนดข้อจำกัดที่สำคัญเกี่ยวกับแบบจำลองนี้ ในงานที่สามารถไขปริศนาที่มีมายาวนาน

ในทฤษฎีควอนตัมได้: ทำไมคุณสมบัติโดยธรรมชาติของระบบกล้องจุลทรรศน์จึงไม่มี ส่งต่อไปยังกล้องจุลทรรศน์? การยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นที่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงในปี 1996 เพนโรสเสนอว่าการยุบตัวของควอนตัมซ้อนอาจเกิดจากความโค้งของปริภูมิ-เวลา นั่นคือโดยแรงโน้มถ่วง 

เขาให้เหตุผลว่าผลกระทบของความโน้มถ่วงนั้นเล็กน้อยในระดับของอะตอม แต่จะเพิ่มขึ้นอย่างมากในระดับของวัตถุขนาดมหึมา เพนโรสยังได้จัดเตรียมสูตรคำนวณการสลายตัวของตำแหน่งซ้อน โดยใช้วิธีการที่คล้ายคลึงกับงานก่อนหน้าในแบบจำลอง) นี้ การยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นที่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วง 

ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดที่มีประสิทธิผลของความหนาแน่นมวลของอนุภาคในการซ้อนทับ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาค เมื่ออนุภาคมีประจุ (เช่น โปรตอนและอิเล็กตรอน) “การกระวนกระวายใจ” นี้จะทำให้เกิดการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีลักษณะเฉพาะและจางมาก

ทีมนักวิจัยที่นำแห่งมหาวิทยาลัย ได้คำนวณอัตราการแผ่รังสีนี้โดยการแก้สมการหลักของแบบจำลอง DP พวกเขาทำสิ่งนี้โดยการคำนวณจำนวนโฟตอนที่ถูกปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลาและความถี่หน่วยที่รวมอยู่ในทิศทางเชิงพื้นที่ทั้งหมดในช่วงความยาวคลื่นλ ∈ ของ 10 −5  ถึง 10 −1  นาโนเมตร 

ซึ่งสอดคล้อง

การทดลองใต้ดินโดยเฉพาะ ตามที่ผู้เขียนนำการศึกษา จากสถาบันแฟรงค์เฟิร์ตเพื่อการศึกษาขั้นสูงการทดลองได้รับการออกแบบให้มีความไวต่อรังสีเอกซ์และรังสีแกมมาจางๆ ที่แบบจำลอง DP ทำนายไว้ ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงใช้เครื่องตรวจจับเจอร์เมเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงเพื่อวัดสเปกตรัมรังสี 

ณ จุดที่ทฤษฎีคาดการณ์ว่าควรได้รับการปรับปรุง พวกเขายังสร้างการติดตั้งทั้งหมดโดยใช้วัสดุที่มีกัมมันตภาพรังสีต่ำมาก และหุ้มมันไว้ในระบบป้องกันที่ซับซ้อน สุดท้าย พวกเขาทำการทดลองในสถานที่ใต้ดินที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษเพื่อให้มีกัมมันตภาพรังสีพื้นหลังต่ำ กล่าวว่า “ความพยายามทั้งหมดนี้

มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดแหล่งกำเนิดเสียงพื้นหลังที่สามารถเลียนแบบการแผ่รังสีที่เกี่ยวข้องกับการยุบตัวที่เรากำลังมองหา” นอกเหนือจากมาตรการเหล่านี้แล้ว นักวิจัยยังจำแนกสเปกตรัมพื้นหลังที่เกิดจากแหล่งการปนเปื้อนตามธรรมชาติที่ทราบว่าไม่สามารถกำจัดได้อย่างระมัดระวัง เมื่อรวมข้อควรระวัง

ในการทดลองเหล่านี้เข้ากับการวิเคราะห์ทางทฤษฎีและสถิติที่ละเอียดแล้ว พวกเขาสามารถกำหนดขอบเขตที่ต่ำกว่าของขนาดที่มีประสิทธิภาพของความหนาแน่นมวลของนิวเคลียสได้ ขอบเขตล่างนี้เทียบเท่ากับประมาณ 1 Å หรือประมาณสามคำสั่งของขนาดที่ใหญ่กว่าขอบเขตที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้

ยังไม่ได้

ตัดออก“ผลลัพธ์ของเราชี้ให้เห็นว่าจำเป็นต้องทำงานมากขึ้นเพื่อเชื่อมโยงแรงโน้มถ่วงกับการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น เนื่องจาก มันไม่รวมโมเดล DP เวอร์ชันที่เป็นธรรมชาติที่สุด (‘ปราศจากพารามิเตอร์’)”  “อย่างไรก็ตาม มันคงยังเร็วไปที่จะปฏิเสธบทบาทของแรงโน้มถ่วงในขั้นตอนนี้”

โดนาดีเสริมว่า เสนอเหตุผลที่ดีสำหรับการเชื่อว่ามีความตึงเครียดระหว่างหลักการซ้อนทับควอนตัมกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป “ตอนนี้เราตั้งใจที่จะตรวจสอบวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับสิ่งนี้โดยการพัฒนาแบบจำลองการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่นที่ได้รับการปรับปรุงตามการค้นพบล่าสุดของเรา” เขากล่าว

เร็วกว่าความเร็วแสง แต่ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษไม่ได้ละเมิดเพราะไม่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูล เพื่อให้เกิดการพัวพันกันในห้องปฏิบัติการ การทดลองต้องทำในลักษณะที่เป็นไปไม่ได้ที่จะค้นหาว่าอนุภาคใดอยู่ในสถานะใด แม้โดยหลักการแล้วก็ตามอย่างไรก็ตาม กลศาสตร์ควอนตัมนำเสนอวิธีการเข้ารหัสข้อมูล

ที่แตกต่างกันไปอย่างสิ้นเชิงบนสองคิวบิต โดยหลักการแล้ว เป็นไปได้ที่จะสร้างการซ้อนทับใดๆ ของสถานะทั้งสี่ที่อธิบายไว้ข้างต้น ตัวเลือกการซ้อนทับที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือสถานะเบลล์ คุณลักษณะสำคัญของสถานะเหล่านี้คือสถานะเหล่านี้ “พัวพัน” (ดูกรอบ “สถานะกระดิ่งและการพัวพัน”) 

สิ่งกีดขวางอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างระบบควอนตัมที่แข็งแกร่งกว่าความสัมพันธ์แบบดั้งเดิมใดๆเช่นเดียวกับการเข้ารหัสแบบคลาสสิก ความเป็นไปได้ที่แตกต่างกันสี่แบบสามารถแสดงด้วยสถานะเบลล์ทั้งสี่ ดังนั้นจำนวนข้อมูลทั้งหมดที่สามารถเข้ารหัสบนสองคิวบิตจึงยังคงเป็นสองบิต 

แต่ตอนนี้ข้อมูลถูกเข้ารหัสในลักษณะที่ทั้งสอง qubits ไม่มีข้อมูลที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน: ข้อมูลทั้งหมดถูกเข้ารหัสในคุณสมบัติร่วมกัน ความยุ่งเหยิงดังกล่าวเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่ต่อต้านการหยั่งรู้ของกลศาสตร์ควอนตัม และนำไปสู่ความขัดแย้งส่วนใหญ่และความลึกลับอื่นๆ ของกลศาสตร์ควอนตัม 

เห็นได้ชัดว่าหากเราต้องการเข้ารหัสบิตมากขึ้นในระบบควอนตัม เราต้องใช้คิวบิตมากขึ้น สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการพัวพันในมิติที่สูงขึ้น ตัวอย่างเช่น สภาวะที่เรียกว่า ซึ่งเป็นการซ้อนทับกันของสามคิวบิต (อ่านเพิ่มเติม) ในสถานะ 1/2(|000〉 + |111〉) ตัวอย่างเช่น ควอบิตทั้งสามเป็น “0” หรือ “1” 

credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์