量子エンタングルメントは、2 つの素粒子が互いに結合し、1 つの粒子が変化すると、2 つの粒子が遠く離れていても、もう 1 つの粒子も変化する、宇宙の奇妙な現象です。この不可解な現象は、「量子エンタングルメント」として知られるようになりました。これは、量子世界のもう 1 つのアーリーアダプターであり理論家である Erwin Schrödinger によって最初に造られた用語です。
宇宙の謎を解こうとしたことがありますか?この作業はかなり困難に思えますが、存在に関する最も逆説的な疑問に対する答えを見つけようと人生を費やしてきた科学者や研究者はたくさんいます。
アインシュタインは、これらの素晴らしい謎のいくつかを解明したと信じられていますが、偉大なアルバート アインシュタインでさえ困惑した世界の奇妙な現象が 1 つあります。彼は非常に困惑したため、明らかに非科学的な名前を付けました – 「遠くからの不気味なアクション」.
アインシュタインがそれを理解できなかった場合、それを説明しようとする運がどれだけあるかはわかりませんが、宇宙のこの奇妙な現象は、より一般的には「量子もつれ」と呼ばれています 無視するにはあまりにも興味深いです。
私たちの周りの小さな世界
手に持っていても目で見ることができる最小のものを想像してみてください。この例では、砂粒がうまく機能します。さて、それは一粒の砂かもしれませんが、約 50 京の原子 (そう、5000 万の原子) を含んでいる可能性があります。原子スケールを理解する脳の能力は非常に限られていますが、さらに深く掘り下げるつもりです.
写真提供:Agsandrew / Shutterstock
これらの 50 京の原子の中には、電子が最初に命名された 1897 年まで発見されなかった、より深いレベルの亜原子粒子があります。それから約 1 世紀の間に、クォーク、メソン、グラビトン、ニュートリノ、および SF の本のページから引き出されたように見えるその他の名前を含む、12 種類以上の他の種類の素粒子が発見されました。
これらの亜原子粒子の一部は「素」であり、これ以上分解できないことを意味しますが、他のものは複合であり、複数の亜原子粒子で構成されていることを意味します。この後者のカテゴリーは、素粒子物理学者と大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) のオペレーターを魅了するものです。
これらの粒子は世界中の研究者によって熱心に研究されましたが、ニュートン物理学の伝統的な法則が素粒子の世界では常に適用されるとは限らないことがわかったため、新しい考え方が必要でした。物理学のまったく新しい分野 (量子物理学) が開発され、これらの亜原子粒子を理解できるフレームワークが作成されました。
素粒子のパラドックス
現在、時空における位置に関する特定の情報に基づいて、亜原子粒子を測定できます。最も有用な情報は、粒子の角運動量によって定義される「スピン」です。このデータは、測定可能な亜原子エネルギーのパケットを介してのみ取得されるため (したがって、量子数が割り当てられます)、このスピン自体は「観測可能」ではありません。現在、亜原子粒子は回転速度を変えることはできませんが、方向を変えることはできます。
量子の世界は、重ね合わせとして一般に知られている確率状態の考え方に基づいて動作します。つまり、これらの粒子は、少なくとも研究者が測定しようとするまで、同時にすべての状態に存在することを意味します。皮肉なことに、測定すると波形が崩れてスピンが測定できる。
では、単純な素粒子、光子について考えてみましょう。 .この光子が測定される前は、重ね合わせ状態にあります 一度に全方向に回転します (覚えておいてください、量子物理学は奇妙です..)。適切な媒体を通して光を照射することで、フォトンを 2 つのフォトンに分割することができます。その時点で、2 つのフォトンが重ね合わされます。これら 2 つの粒子の 1 つを測定すると、最も奇妙なことが起こります…下のアリスとボブのように、両方とも波形から外れます。
写真提供:physicsoftheuniverse.com
さて、先ほどの量子数を覚えていますか?元の光子のスピン値がゼロであると仮定しましょう。それを 2 つの光子に分割すると、2 つの光子は反対方向にスピンし、ゼロの中立状態を維持します。 1 つの光子のスピンを逆にすると、もう 1 つの光子も逆になります。
写真提供:Informationphilosopher.com
アインシュタインを困惑させたパラドックスは、この変化が瞬時に起こるということです。その信じられないほど小さいスケールでさえ、光、エネルギー、波などを通じて情報を伝達しなければなりませんが、そうではありませんでした。 2 つの亜原子粒子は何らかの形でリンクされており、2 つの粒子が遠く離れていたとしても、一方を変更すると他方も瞬時に変更されます。
この不可解な現象は、「量子もつれ」として知られるようになりました は、量子世界のもう 1 つの初期採用者であり理論家である Erwin Schrödinger によって最初に造られた用語です。
宇宙には光速よりも速く動くものはなく、スピン状態のこの「瞬間的な」変化により、「宇宙の速度制限」よりも何千倍も速く情報の転送が明らかになったことを考えると、世紀の偉大な精神は本当に困惑しました。 .
量子エンタングルメントの説明はありますか?
理論的には、これらの粒子が何百万光年も離れていたとしても、宇宙全体の永遠のつながりに閉じ込められたまま、お互いの動きに瞬時に対抗します。これまでのところ、絡み合った2つの粒子が移動した最も遠い距離は約1.5マイルですが、絡み合った粒子を国際宇宙ステーション（約220マイル）に打ち上げ、地球に戻ってきた絡み合った粒子のパートナーがこれを続けるかどうかを判断するというエキサイティングな計画があります。離れた場所での不気味なアクション」.
この概念全体は、宇宙の最も基本的な法則の 1 つを破っているため、何十年にもわたって考えを曲げてきました。 2 つの粒子間の情報転送は、光速よりも速く発生することはありませんが、実際に発生しています。
これらの絡み合った粒子もペアに限定されません。 2014 年の研究では、約 500,000 個の粒子を人為的に絡ませ、単一のコンポーネントが測定または変更されると瞬時に反応する粒子雲「グループ ブレイン」を示唆しています。
これをさらに一歩進めて、大宇宙のスケールで、ビッグバンについて話しましょう。これは本質的に、宇宙全体が単一の粒子から爆発して膨張し始めた瞬間でした (そして、それ以来止まっていません!)。絡み合った粒子の奇妙な性質について学んだことを考えると、絡み合った粒子が宇宙全体に広がっている可能性があります。すべての粒子が別の粒子、または大きなグループと絡み合う可能性があります!
写真提供:Mindsplurge.net
量子エンタングルメントによって本質的にリンクされている数十億の粒子が存在する可能性があります。つまり、地球上で刺激された取るに足らないスピンシフトが、月の暗黒面または銀河の反対側で素粒子の結果をもたらす可能性があります!
苦い頭脳派
科学者は解決できないパラドックスを好まないため、アインシュタインと彼の友人たちは、量子もつれに対応して、量子理論は「不完全」であり、いくつかの固有の概念または材料が欠落していると述べました.量子もつれの奇妙な事実を説明しようとするその後の「抜け穴」は、シュレディンガー、アインシュタイン、および他の理論物理学者によって、答えを知らないことを単に認められないかのように開発されました。これらの抜け穴は、過去 60 年間で最も反証されてきましたが、その「遠く離れた不気味な行動」は依然として残っています。
写真提供:Agsandrew / Shutterstock
今日に至るまで、私たちは量子エンタングルメントや量子世界の隠された謎を完全には理解していませんが、量子コンピューティングやエンタングルされた粒子の統合インターネット (どちらも私たちが知っている世界を変える可能性があります) などの応用が考えられます。研究者はすぐに諦めません。
