Onilliklər əvvəl Con Bell tərəfindən təqdim edilmiş məşhur nəzəri çərçivə olan Bell teoremi nisbi səbəbiyyət prinsiplərindən irəli gələn klassik fiziki proseslərin sərhədlərini müəyyənləşdirir. Bunlar kainatda səbəb və nəticənin necə işlədiyini diktə edən Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsinə əsaslanan prinsiplərdir.

Inria, Université Grenoble Alpes və ETH Zurich tədqiqatçıları bu yaxınlarda oxşar məhdudiyyət növlərinin kvant proseslərinə də aid olub olmadığını araşdırmaq üçün yola çıxdılar. Onların Physical Review Letters (PRL) jurnalında dərc olunmuş məqaləsi klassik fon fəza zamanlarında kvant təcrübələrinin həyata keçirilməsini məhdudlaşdıra biləcək fundamental məhdudiyyətləri əks etdirən yeni teoremləri təqdim edir.

Phys.org-a məqalənin həmmüəllifi V.Vilasini deyib: “Səbəbiyyət dünyanı necə anlamağımızın mərkəzidir, lakin o, bizim iki əsas fiziki nəzəriyyəmizdə fərqli formalar alır: kvant nəzəriyyəsi və ümumi nisbilik”.

“Kvant nəzəriyyəsində səbəbiyyət məlumatın sistemlər və əməliyyatlar arasında necə axdığı ilə bağlıdır, ümumi nisbilikdə isə o, fəza-zamanın strukturu ilə bağlıdır . Təəccüblüdür ki, kvant nəzəriyyəsi hadisələrin ardıcıllığının mümkün ola biləcəyi “qeyri-müəyyən səbəb sırası” (ICO) ilə proseslərə icazə verir . superpozisiyada mövcuddur.”

ICO proseslərinin, ardıcıl hadisələr arasında səbəb əlaqəsinin mövcud olmadığı kvant proseslərinin fiziki olaraq baş verə biləcəyini anlamaq üçün tədqiqatçılar ilk növbədə bu prosesləri məkan zamanında yaxşı qurulmuş relativistik səbəbiyyət anlayışı ilə əlaqələndirməlidirlər. Bu, Vilasini və onun həmkarı Renato Rennerin son məqaləsinin arxasında duran əsas motivasiya idi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1729101794&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-10-theoretical-framework-limits-quantum-spacetime.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI5LjAuNjY2OC4xMDEiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyOS4wLjY2NjguMTAxIl0sWyJOb3Q9QT9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTI5LjAuNjY2OC4xMDEiXV0sMF0.&dt=1729101752760&bpp=1&bdt=844&idt=74&shv=r20241014&mjsv=m202410150101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D534c8786bf75d2ee%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729101614%3AS%3DALNI_MbTHKZxl7gLOzTILa8TX13EitEOIw&gpic=UID%3D00000f0bc87df992%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729101614%3AS%3DALNI_MaecMbMcxPwV-J3CvP8YQRtr_yFWw&eo_id_str=ID%3D225932ab59df61d0%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729101614%3AS%3DAA-AfjYAtaJRoyFre-9Jvpoxw817&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3025445916150&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1915&biw=1519&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C31087795%2C31087891%2C42531705%2C95331833%2C95341937%2C95344190%2C31088101&oid=2&pvsid=3601976116643033&tmod=520045854&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage8.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsW251bGwsbnVsbCxudWxsLCJkZXByZWNhdGVkX2thbm9uIl0sbnVsbCwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=41855

“Biz minimal fiziki fərziyyələrdən istifadə etməyi hədəfləyən iki səbəblilik anlayışını aydın və ardıcıl şəkildə birləşdirən nəzəri çərçivə hazırladıq” dedi Vilasini. “Bu, bizə klassik kosmos-zamanında həyata keçirilən hər hansı kvant təcrübəsi üçün ümumi qeyri-qanuni teoremlər əldə etməyə imkan verdi.

“Maraqlıdır ki, artıq bir neçə mürəkkəb eksperimentlər aparılıb ki, bu da ICO prosesini, Minkovski məkanında “kvant keçidini” təklif edir . Bu eksperimentlərin fiziki təfsiri uzun müddətdir davam edən müzakirələrin mövzusu olub.

“Çərçivəmiz və qeyri-real nəticələrimiz bu eksperimentlərə də aiddir və onların şərhinə və bu təcrübələrdə kvant və relativistik səbəbiyyətin necə uzlaşdırıla biləcəyinə dair yeni incə dənəli perspektiv verir.”

PRL- dəki son məqalələri ilə yanaşı , Vilasini və Renner Physical Review A- da daha uzun bir əlyazma nəşr etdi . Bu daha uzun məqalədə onlar topladıqları əlavə nəticələr də daxil olmaqla, öz formalizmlərini daha ətraflı təsvir edirlər.

“Bizim PRL sənədimiz kosmos-zaman konfiqurasiyaları üzrə fundamental məhdudiyyətləri və relativistik səbəbiyyətə hörmət edən (işıqdan daha sürətli siqnalı nəzərdə tutan) klassik kosmos zamanlarında kvant təcrübələri üçün mümkün səbəb-nəticə izahatlarını əks etdirən iki qeyri-qanuni teorem təqdim edir” dedi Vilasini.

Tədqiqatçılar tərəfindən təqdim edilən birinci teorem mahiyyətcə onu göstərir ki, klassik məkan zamanında ICO proseslərini uğurla həyata keçirməyə yönəlmiş hər hansı bir təcrübə, giriş və çıxış agent sistemlərinin lokallaşdırılmamasını və ya məkan zamanında “yayılmasını” tələb edəcəkdir.

Digər tərəfdən, onların ikinci teoremi nəzəri cəhətdən göstərir ki, ICO prosesi birinci teoremdə qeyd olunan şərtlər altında həyata keçirilsə belə, daha incə səviyyədə “yaxınlaşma” yaxşı müəyyən edilmiş və asiklik səbəb-nəticə nizamını açacaq.

“Bir bənzətmə gətirmək üçün: elə bir vəziyyəti təsəvvür edin ki, əmtəənin tələbi və qiyməti sanki bir dövrədə bir-birinə təsir edir”, – Vilasini bildirib. “Ətraflı təftiş etdikdən sonra biz başa düşərdik ki, tələb bir anda qiymətə sonradan təsir edir, bu da daha gec zamanda tələbə təsir edir və s.

“Eyni şəkildə, klassik fəza zamanlarında kvant təcrübələrində, ICO “kobud” səviyyədə görünə bildiyi halda, daha yaxından araşdırma kosmik zaman səbəbiyyətinə uyğun gələn müəyyən bir məlumat-nəzəri səbəb sırasına malik kvant prosesini ortaya çıxaracaq.”

Tipik olaraq, eksperimental fizika tədqiqatları əvvəllər təqdim edilmiş nəzəriyyələrə əsaslanır və onların proqnozlarını yoxlamaq məqsədi daşıyır. Bunun əksinə olaraq, yuxarıda qeyd olunan kvant keçid təcrübələri artıq illər əvvəl həyata keçirilmişdir və onları tam şərh etmək və anlamaq üçün daha yaxşı nəzəri çərçivələrin axtarışını gücləndirmişdir.

Vilasini, “Gedilməz nəticələrimizə baxmayaraq, artıq həyata keçirilən ICO təcrübələri heyranedici olaraq qalır” dedi. “Bu təcrübələr müəyyən səbəb-nəticə nizamına çevrilə bilsə də, onların məkan və müvəqqəti azadlıq dərəcələrinin rol oynadığı klassik ssenarilərdə mövcud olmayan fərqli bir kvant resursunu ehtiva etdiyinə ümid var.”

Bu tədqiqatçılar qrupunun son məqalələri kvant və relativistik nəzəriyyələr arasında səbəbiyyətin müxtəlif anlayışlarını əlaqələndirmək üçün istifadə oluna bilən vahid çərçivə təklif edir ki, bu da potensial olaraq bu fərqli fiziki nəzəriyyələr arasında uzlaşmaya imkan yaradır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=2996406042&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1729101812&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-10-theoretical-framework-limits-quantum-spacetime.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI5LjAuNjY2OC4xMDEiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyOS4wLjY2NjguMTAxIl0sWyJOb3Q9QT9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTI5LjAuNjY2OC4xMDEiXV0sMF0.&dt=1729101752761&bpp=1&bdt=845&idt=77&shv=r20241014&mjsv=m202410150101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D534c8786bf75d2ee%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729101614%3AS%3DALNI_MbTHKZxl7gLOzTILa8TX13EitEOIw&gpic=UID%3D00000f0bc87df992%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729101614%3AS%3DALNI_MaecMbMcxPwV-J3CvP8YQRtr_yFWw&eo_id_str=ID%3D225932ab59df61d0%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729101614%3AS%3DAA-AfjYAtaJRoyFre-9Jvpoxw817&prev_fmts=0x0%2C540x135%2C1005x124&nras=2&correlator=3025445916150&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=4127&biw=1519&bih=730&scr_x=0&scr_y=1239&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C31087795%2C31087891%2C42531705%2C95331833%2C95341937%2C95344190%2C31088101&oid=2&psts=AOrYGsl8FMyv8P86hu6v2o1DN_Zin2GobpB7u2ETumsvDXvT-4TIUJruiHfeGpyCF1dDaaTeTFbOxIpKjSGfrPwphVwBtHryFoGBKtad8ylBXvp4WhqgsQ%2CAOrYGsmpW1ILexqxj4dokAsKfvvyCWldTE93OtE57RQfJ4DxTkDqfVVGARIKGZTBCQ6GuACp9Ckmy-lsldsPAodrjyMQht2v&pvsid=3601976116643033&tmod=520045854&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage8.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsW251bGwsbnVsbCxudWxsLCJkZXByZWNhdGVkX2thbm9uIl0sbnVsbCwxXQ..&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=59357

Vilasini və Renner ümid edirlər ki, onların nəzəri çərçivəsi kvant mexanikası və ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin tədqiqində ixtisaslaşmış fiziklər arasında yeni səbəblərə əsaslanan fənlərarası əməkdaşlığı inkişaf etdirəcək .

“İşimizdə təqdim olunan incə dənəli səbəb strukturları ideyası çox yönlüdür – klassik fon fəza zamanının olub-olmamasından asılı olmayaraq tətbiq edilə bilər – bu, kvant proseslərinin fiziki reallaşdırılmasını daha ekzotik ssenarilərdə tədqiq etmək üçün yeni üsullar təklif edə bilər, məsələn. kvant saatları və ya çubuqlar iştirak etdikdə və ya kosmos-zaman həndəsəsinin kvant qeyri-müəyyənliyinə tabe olduğu kvant qravitasiya rejimlərində “dedi Vilasini.

Növbəti tədqiqatlarında Vilasini və onun əməkdaşları öz çərçivələrini qurmağa davam etməyi planlaşdırırlar. Birincisi, onlar ICO proseslərinin hansı siniflərinin kosmosda fiziki olaraq həyata keçirilə biləcəyi ilə bağlı açıq sualı həll etməyə ümid edirlər.

“ Mattias Salzgerlə (hazırda Qdanskda yerləşən Beynəlxalq Kvant Texnologiyaları Nəzəriyyəsi Mərkəzində) davam etdirdiyimiz layihədə biz bu proseslərin xarakteristikasını təmin etmək üçün çərçivəmizi genişləndirdik və təklif etdik ki, daha çox əks-intuitiv ICO prosesləri, məsələn, Səbəb bərabərsizliyini pozanlar klassik məkan zamanlarında sədaqətlə həyata keçirilə bilməz” dedi Vilasini.

“Növbəti araşdırmalarımızda, bu yeni (ehtimal ki, kvant qravitasiya) rejimlərdə qeyri-qanuni teoremlərimizin hələ də qüvvədə olub-olmadığını araşdırmaq və ICO proseslərinin daha geniş sinfinin orada həyata keçirilə biləcəyini müəyyən etmək maraqlı olardı. Məsələn, orada varmı? Bell bərabərsizliklərinin pozulmasının korrelyasiyalarda qeyri-klassikliyi necə təsdiqlədiyi kimi, məkan-zaman həndəsəsinin qeyri-klassikliyini operativ şəkildə təsdiqləmək üçün bir üsul?

“Daha əsaslı şəkildə, kvant informasiya-nəzəri səbəb strukturlarının əsas xassələrindən fəza-zaman və ya onun tanış tərəflərinin necə yarana biləcəyini başa düşməyin bir yolu varmı?”

Gələcəkdə Vilasini, həmçinin sabit bir məkanda məlumat emalını həyata keçirmək üçün Renner ilə öz çərçivəsinin mümkün tətbiqlərini araşdırmağı planlaşdırır. Başqa sözlə, o, sistemlərin lokallaşdırılmasındakı “kvantlıq”ın kvant rabitəsini, hesablamanı və kriptoqrafiyanı həyata keçirmək və ya təkmilləşdirmək üçün istifadə oluna biləcəyini müəyyən etmək istəyir.

Daha çox məlumat: V. Vilasini et al, Fundamental Limits for Realizing Quantum Processes in Spacetime, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.080201 . ArXiv- də : arxiv.org/html/2408.13387v1

V. Vilasini və başqaları, siklik məlumat-nəzəri strukturların asiklik məkan-zamanlarda yerləşdirilməsi: Qeyri-müəyyən səbəb əlaqəsi üçün heç bir nəticə yoxdur, Fiziki İcmal A (2024). DOI: 10.1103/PhysRevA.110.022227

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal A , Fiziki İcmal Məktubları , arXiv