Polşa Elmlər Akademiyası tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriQeyri-yerlilik, deyəsən, kvant hissəciklərinin fərqləndirilməməsi kimi kainatımızın əsas xüsusiyyətinə ovsunlanmışdır. Kredit: IFJ PAN, AI

Ən dərin fiziki təməllərdə dünya qeyri-lokal görünür: kosmosda ayrılmış hissəciklər müstəqil kvant sistemləri kimi deyil, vahid bir hissə kimi davranırlar. Polşa fizikləri indi göstərdilər ki, bu cür qeyri-lokallıq – eyni tipli bütün hissəciklərin bir-birindən fərqlənə bilməyəcəyi sadə faktından irəli gəlir – eyni hissəciklərin praktiki olaraq bütün vəziyyətləri üçün eksperimental olaraq müşahidə edilə bilər.

Eyni tipli bütün hissəciklər, məsələn, fotonlar və ya elektronlar, Yerdəki və ən uzaq qalaktikalardakılar da daxil olmaqla, bir-birinə qarışıb. Bu təəccüblü ifadə kvant mexanikasının fundamental postulatından irəli gəlir: eyni tipli hissəciklər öz təbiətlərinə görə eynidirlər. Bu o deməkdirmi ki, kvant dünyasının özünəməxsus, qeyri-lokal xüsusiyyətlərinin altında yatan universal bir qarışıqlıq mənbəyi bizim əlimizin altındadır? Və biz bu qeyri-adi mənbəyə girişi bu qədər diqqətlə qoruyan kvant nəzəriyyəsini necə də qabaqlaya bilərik?

Bu suallara Krakovdakı Polşa Elmlər Akademiyasının Nüvə Fizikası İnstitutundan (IFJ PAN) və Polşa Elmlər Akademiyasının Nəzəri və Tətbiqi İnformatika İnstitutundan (IITiS PAN) Qlivitsedəki iki polşalı nəzəriyyəçi tərəfindən cavab verilmişdir. Onların npj Quantum Information -da dərc olunan tapıntıları hissəciklərin eyniliyinin müşahidə edilə bilən kvant qeyri-lokallığına necə səbəb olduğunu göstərir .

IFJ PAN və IITiS PAN-dan olan nəzəriyyəçilər birbaşa John Bellin qeyri-lokallıq konsepsiyasına əsaslanaraq eyni hissəciklərin əsas dolaşıqlığını təhlil etdilər. Dolaşıqlıq kvant nəzəriyyəsinin mücərrəd çərçivəsində möhkəm kök salmış bir anlayış olsa da, yerlilik daha intuitiv və universaldır. O, hadisələrin kosmosda sonlu sürətlə yayılan səbəblər və təsirlər zəncirini izləyən ümumi düşüncə fikrini əks etdirir – heç vaxt işıqdan daha sürətli deyil.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1762511784&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-11-quantum-nonlocality-inherent-nature-identical.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&aicrs=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MS4wLjczOTAuMTIzIl0sWyJOb3Q_QV9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1762511784729&bpp=1&bdt=87&idt=75&shv=r20251105&mjsv=m202511030101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762511509%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762511509%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1762511509%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7752531230594&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2135&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095608%2C95376120&oid=2&pvsid=398519502585069&tmod=1640530594&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=195

Belə bir izahat olmadıqda, biz qeyri-lokal hadisələr sahəsinə daxil oluruq. Şimali İrlandiyalı fizik Con Stüart Bellin yerli çərçivədə izahı mümkün olmayan bir təcrübəyə işarə edən tapıntının mahiyyəti bu idi. Bu eksperimentin əsas elementi, ənənəvi olaraq Alice və Bob adlı tədqiqatçıların ixtiyari və müstəqil ölçmələr apara biləcəyi ayrı-ayrı sistemlər arasında kvant dolaşıqlığıdır.

“İlk baxışda problem sadə görünür: dolaşıq sistemlər Bellin bərabərsizliklərini pozur, ona görə də sizə lazım olan tək şey yaxşı dizayn edilmiş eksperiment aparmaqdır. Həqiqətən, bu, yalnız etiketlənə və iki uzaq laboratoriyaya göndərilə bilən fərqləndirilə bilən sistemlərə aiddir. Eyni hissəciklərlə bu çərçivə pozulur,” Dr.ANJlasiak deyir.

“Kvant mexanikası aydındır: eyni hissəciklər öz təbiətlərinə görə fərqlənmirlər. Təcrübədə biz “bu xüsusi” hissəciyi yox, müəyyən bir yerdəki “bəzi” hissəciyi ölçürük. Kvant fizikası onlara fərdi etiketlər təyin etmək cəhdinə ardıcıl olaraq müqavimət göstərir – və məhz buna görə də klassik Bell ssenarisini burada tətbiq etmək mümkün deyil.”

Məqalənin həmmüəllifi Dr. Marcin Markiewicz (IITiS PAN) belə aydınlaşdırır: “Zərrəcə incə görünən fərq dünyanı təsvir etmək üçün yeni əsas qaydaları təqdim edir: bu, çox hissəcikli sistemlərdə dalğa funksiyasının simmetriyasını və ya antisimmetriyasını tələb edir. Məhz zərrəciklərin eyniliyi prinsipi dünyanı daha çox görmə və görmə qabiliyyətinə gətirib çıxarır. atomların və onların nüvələrinin quruluşunun əsasını təşkil edən və qarşılıqlı təsirlərin xarakterini müəyyən edən.Passiv xətti optik təcrübə. Kredit: npj Kvant Məlumatı (2025). DOI: 10.1038/s41534-025-01086-x

“Fərq edilməzlik həm də dolaşıqlıq anlayışını bulandırır: eyni hissəciklərə gəldikdə, o, artıq bizim adət etdiyimiz kimi davranmır və praktiki mənasının bir hissəsini itirir. Məhz burada əsl problem hissəciklərin əsas fərqindən irəli gələn qeyri-lokallıq məsələsini həll etməkdədir.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Dolaşma ilə bağlı müasir təcrübələr adətən kvant sistemi daxilində hissəciklər arasında qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə onun süni yaradılmasını əhatə edir. Bununla belə, kvant mexanikası başqa, daha fundamental mexanizmə də işarə edir: dolaşıqlıq – və bəlkə də qeyri-yersizliyin özü – birbaşa eyni tipli hissəciklərin eyni təbiətindən yarana bilər. Bu nöqteyi-nəzərdən qeyri-lokallıq hətta əvvəllər bir-biri ilə heç vaxt qarşılıqlı əlaqədə olmayan hissəciklər arasında özünü göstərə bilər.

IFJ PAN və IITiS PAN-dan olan fiziklərin marağını cəlb edən qeyri-lokallığın bu ilkin formasıdır. Onlar bunun yalnız sadə, passiv xətti optik elementlərdən: güzgülərdən, şüa ayırıcılardan və hissəcik detektorlarından ibarət eksperimentlərdə nümayiş etdirilib-göstərilmədiyini müəyyən etməyə başladılar.

Bu cür sistemləri elə təşkil etmək olar ki, yayılan hissəciklər heç vaxt heç bir nöqtədə görüşməsin. Bununla belə, Bellin bərabərsizlikləri bu şərtlər altında hələ də pozula bilsəydi, bu, müşahidə edilən qeyri-lokallığın eksperimental qarşılıqlı təsirlərin əlavə məhsulu deyil, həqiqətən fundamental bir şeyin təzahürü olduğunu ifadə edərdi.

Tədqiqatçılar sadə, lakin olduqca ümumi bir sual qoydular: eyni hissəciklərin hansı kvant vəziyyətləri üçün qeyri-lokal korrelyasiyaların təzahür etdiyi klassik optik sistemi müəyyən etmək olar? Çətinlik ondadır ki, həm mümkün optik konfiqurasiyaların sayı, həm də eyni hissəcik vəziyyətlərinin müxtəlifliyi faktiki olaraq sonsuz görünür.

Alimlər mürəkkəb alətlər arsenalından istifadə edərək bu mürəkkəbliyi aradan qaldıra bildilər: Yurke-Stoler interferometri, ağıllı postseleksiya, “kvant silmə” konsepsiyası, riyazi induksiya və gizli dəyişən modellərin qurulmasında böyük təcrübə.Daha çox kəşf edin

Biotexnologiya hesabatları

Kosmik kəşfiyyat məhsulları

Science X üzvlüyü

Hava proqnozu alətləri

Science X şəbəkəsi

Elm

Yer elmi anlayışları

Zülal

Elm xəbərləri toplusu

Elmi jurnallara abunə

Polşa nəzəriyyəçiləri öz məqalələrində müəyyən sayda eyni hissəcikləri ehtiva edən hər hansı bir dövlət üçün qeyri-lokallığı aydın şəkildə müəyyən etməyə imkan verən bir meyar təqdim etdilər. Nəticələr təəccüblüdür: bütün fermion vəziyyətləri və demək olar ki, bütün bosonik vəziyyətlər qeyri-lokal ehtiyatlara çevrilir (sonuncu halda, vahid rejimə endirilə bilən vəziyyətlərin dar bir sinfi istisna olmaqla). Qeyd edək ki, sübut tamamilə konstruktivdir: o, araşdırılan dövlətin qeyri-lokallığını aşkar edən optik eksperimentlərin necə tərtib olunacağını addım-addım nümayiş etdirir.

“Tədqiqatımız göstərir ki, hissəciklərin çox fərqlənə bilməməsi bizim əldə edə biləcəyimiz bir dolaşıqlıq mənbəyini gizlədir. Deməli, qeyri-lokallıq kainatın özünün toxumasına toxuna bilərmi? Görünür, hər şey bunun həqiqətən də belə olduğunu göstərir, bu qeyri-adi xüsusiyyətin mənbəyi eyni təbiətli Dr.

Həmişə olduğu kimi, hələ çox şey başa düşülməlidir və reallığın təbiəti və kvant mexanikasının şərhi ilə bağlı suallar yeni rezonans qazanır. Fiziklər Çarlz V. Misner, Con A. Uiler və gələcək Nobel mükafatı laureatı Kip S. Torn 1973-cü ildə nəşr etdikləri “Qravitasiya” kitabında bu fikirləri fəsahətli şəkildə ifadə etmişlər: “ Eyni tipli hissəciklərin möcüzəvi eyniliyi üçün heç bir məqbul izahat irəli sürülməmişdir. fizika”. Bu davamlı tapmaca çox güman ki, gələcək onilliklər ərzində tədqiqatçılara ilham verməyə davam edəcək.

Daha çox məlumat: Pawel Blasiak et al, Identical particles as a real yerli olmayan resurs, npj Quantum Information (2025). DOI: 10.1038/s41534-025-01086-x

Jurnal məlumatı: npj Quantum Information 

Polşa Elmlər Akademiyası tərəfindən təmin edilmişdir