«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»

Прочитано: 74%

         Хитрые люди могут спросить: а как мы детектируем электрон - как узнаем, что он пролетел именно через эту щель? Ну, например, ставят фотонный детектор, и по рассеянию света делают вывод. "Ага! - воскликнет читатель, сторонник определенности, - Так вы забомбардировали несчастный электрон фотонами, а после удивляетесь, что он полностью изменил свое поведение! И еще сознание свое приплели зачем-то!"
         Да, доля истины в этих рассуждениях есть. Если мы детектируем с помощью фотонов пулю (то есть попросту смотрим на ее полет, ловя глазами отраженные фотоны), то никак, конечно, на пулю мы этим не влияем. Во-первых, фотоны от пули и так отражаются, потому что Солнце светит, а во-вторых, что пуле фотон? Меньше, чем слону дробина! А вот электрончик - маленький, ему от фотонов больно. В микромире, чтобы получить информацию, мы воздействуем на объект сравнимыми с ним штуковинами. И, естественно, вносим при этом сильную помеху. Подставьте под пулю не фотоны, а сравнимую с ней вещь - деревянную щитовую мишень, например, и увидите, как повлияет это "измерение" на траекторию и скорость пули.
         Но вот ведь какая штука... Если даже мы поставили всего один детектор на одну щель, и электрон не детектировался, то есть пролетел через другую щель, где его фотонами не бомбардировали, все равно интерференционная картина пропадает!.. Откуда электрон узнал, что его "секут" на второй щели? Квантовая механика объясняет это чудо так: та компонента (часть) волновой функции, которая подверглась бомбардировке фотонами, изменила поведение электрона - превратив его из туманного облачка в шарик, пролетевший в другую щель.
         Бр-р-р... Что это еще за компонента такая? А это просто кусок формулы! Поведение электрона описывается формулой, как сумма возможных состояний. Упрощенно это можно записать так:
         Состояние электрона = электрон пролетел через первую щель + электрон пролетел через вторую щель.
         Или короче: Е = Ф1 + Ф2
         где Е - функция электрона,
         Ф1 - состояние электрона, соответствующее пролету через первую щель,
         Ф2 - состояние электрона, соответствующее пролету через вторую щель.
         То есть полностью поведение электрона описывается как сумма всех его возможных состояний. Это и есть знаменитая вол новая функция.
         При измерении, то есть при воздействии или на "сам" электрон или на некую "виртуальную" его часть, то есть попросту на одно из формальных слагаемых в формуле, электрон локализуется в пространстве. То есть обретает в нем конкретное место взамен размазанного.
         Еще раз, это важно: детектируя электрон, мы можем облучать фотонами не только его самого, пролетающего через щель, но и тот кусок формулы, которая "пролетает" (описывает пролет) через другую щель - эффект будет один! То есть, либо "живой" электрон пролетает через щель, и мы это прямо фиксируем детектором (интерференционная картина при этом пропадает), либо электрон пролетает через другую щель, где нет фотонного детектора, и мы облучаем фотонами ту часть электрона, которая не пролетает через эту щель (интерференционная картина при этом тоже пропадает).
         Мистика какая-то, правда?
         Вывод: воздействие локализует частицу. Она перестает описываться волновой функцией. И становится конкретной штукой в конкретном месте. Это называется редукцией волновой функции. Еще раз: редукция волновой функции - это когда мы путем воздействия на частицу превращаем ее из размазанного, вероятностного состояния в определенное. То есть измерение не выясняет истину, а присваивает частице эту истину.
         Вот против чего так яростно выступал Эйнштейн. Ему вообще все это активно не нравилось. Неопределенность не нравилась... И он придумал, как эту неопределенность перехитрить.
         Ладно, рассуждали Эйнштейн, Подольский и Розен - три героя, решившие перехитрить принцип неопределенности, - пусть мы не можем измерить у частицы импульс и координату одновременно. Но узнать можем! Это делается так.
         Нужно "спутать" две частицы, чтобы их свойства были взаимосвязаны. Аналогия далекая, но тем не менее... Это, примерно, как в бильярде - бьем шаром по шару, шары разлетаются... Суммарный импульс шаров до соударения равен суммарному импульсу после соударения - простая механика, закон сохранения импульса, в школе проходят. То есть измерив импульс у одного шара, мы можем вычислить импульс другого, не измеряя его скорости.

«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»