Kvantin takertuminen on yksi keskeisistä periaatteista kvanttifysiikka, vaikka sitä myös ymmärretään väärin. Lyhyesti sanottuna, kvanttinen takertuminen tarkoittaa, että useita hiukkasia on kytketty toisiinsa siten, että yhden hiukkasen kvantitilan mittaus määrittelee toisen mahdolliset kvantitilat hiukkasia. Tämä yhteys ei riipu hiukkasten sijainnista avaruudessa. Vaikka erottaisit takertuneet hiukkaset miljardeilla maileilla, yhden hiukkasen muuttaminen aiheuttaa muutoksen toisessa. Vaikka kvanttisuuntautuminen näyttää välittävän tietoa hetkessä, se ei oikeastaan riko klassista valon nopeutta, koska avaruuden läpi ei ole "liikettä".
Klassinen kvanttisidonta-esimerkki
Klassista esimerkkiä kvantti-takertumisesta kutsutaan EPR-paradoksi. Tämän tapauksen yksinkertaistetussa versiossa tarkastellaan hiukkasta, jolla on kvantti spin 0 ja joka hajoaa kahdeksi uudeksi hiukkaseksi, hiukkasiksi A ja hiukkasiksi B. Hiukkaset A ja hiukkaset B suuntautuvat vastakkaisiin suuntiin. Alkuperäisen hiukkasen kvantti spin oli kuitenkin 0. Jokaisella uudella hiukkasella on kvanttinpiikki 1/2, mutta koska niiden on lisättävä arvoon 0, yksi on +1/2 ja toinen on -1/2.
Tämä suhde tarkoittaa, että molemmat partikkelit ovat takertuneet toisiinsa. Kun mittaat hiukkasen A spin, tällä mittauksella on vaikutusta mahdollisiin tuloksiin, jotka voit saada, kun mitataan hiukkasen B spin. Ja tämä ei ole vain mielenkiintoinen teoreettinen ennuste, vaan se on varmennettu kokeellisesti Bellin lause.
Yksi tärkeä asia on muistaa, että kvanttifysiikassa alkuperäinen epävarmuus hiukkasen kvantitilasta ei ole vain tiedon puute. Kvanttiteorian perusominaisuus on, että partikkeli todella ennen mittausta suorittaa ei ole selvä tila, mutta se on kaikkien mahdollisten tilojen päällekkäin. Tämä on parhaiten mallinnettu klassisen kvanttifysiikan ajattelukokeessa, Schroedinger's kissa, jossa kvanttimekaniikka lähestyy tarkkailematonta kissaa, joka on sekä elossa että kuollut samanaikaisesti.
Universumin aaltofunktio
Yksi tapa tulkita asioita on pitää koko maailmankaikkeutta yhtenä ainoana aaltofunktiona. Tässä esityksessä tämä "maailmankaikkeuden aaltofunktio" sisältäisi termin, joka määrittelee kunkin hiukkasen kvanttitilan. Juuri tämä lähestymistapa jättää oven väitteille, että "kaikki on kytketty", jota usein manipuloidaan (joko tarkoituksella tai rehellisen sekaannuksen kautta) päätyäkseen asioihin kuten fysiikan virheet Salaisuus.
Vaikka tämä tulkinta tarkoittaa, että jokaisen maailman hiukkasen kvanttitila vaikuttaa jokaisen muun hiukkasen aaltofunktioon, se tekee sen vain matemaattisella tavalla. Ei todellakaan ole sellaista kokeilua, joka voisi koskaan - jopa periaatteessa - löytää vaikutuksen yhdessä paikassa toisessa paikassa.
Kvanttien kiinnittymisen käytännön sovellukset
Vaikka kvantti takertuminen näyttää omituiselta tieteiskirjallisuudelta, käsitteellä on jo käytännöllisiä sovelluksia. Sitä käytetään syvän avaruuden viestintään ja salaustekniikkaan. Esimerkiksi NASAn Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer (LADEE) osoitti kuinka kvantti takertumista voidaan käyttää tietojen lähettämiseen ja lataamiseen avaruusaluksen ja maanpäällisen välillä vastaanotin.
Muokannut Tohtori Anne Marie Helmenstine