Artykuły

Fala skalarna Tesli

Źródło: ArsaGianta

Nikola Tesla odkrył coś, co przekraczało możliwości pojęciowe jego współczesnych jak i dzisiejszych naukowców. Fale skalarne nie są to normalne fale elektromagnetyczne. Ich niezwykłość polega na tym, że mają cztery wymiary, czyli zawierają dodatkowy komponent – czynnik czasu. Fale skalarne mogą oddziaływać na czas albo na przestrzeń, jak też na obie te wielkości naraz. Oddziałują na pola świadomości. Stanowią idealny nośnik informacji, ponieważ ich energia nie maleje wraz z kwadratem odległości od nadajnika. Bariera prędkości światła nie jest dla nich żadną przeszkodą. Wielce prawdopodobne, że to właśnie te fale stanowią czynnik odpowiedzialny za szereg zjawisk uważanych przez naukę za paranormalne (fenomenologiczne), których nie da się wyjaśnić w ramach współczesnej nauki.

Tesla doszedł do wniosku, iż fale elektromagnetyczne zawierają pewien rodzaj energii, która niesie w sobie wszelkie informacje, jakie istnieją we Wszechświecie. Energia ta stanowi swego rodzaju „psychikę wszechrzeczy”. To właśnie dzięki niej fale przechowują ludzkie odczucia i nie traci się pamięci zdarzeń, choć wiele komórek w mózgu zawierających ich zapis – ginie. Ponieważ fala skalarna jest jednocześnie materią, informacją i czasem, potrafi nie tylko przesyłać pewne komunikaty, ale i tworzyć nowe, niezależne światy. Jest w Kosmosie tym, czym u człowieka mózg: nie tylko odbiorcą, ale i kreatorem zdarzeń.

Środowisko naukowe zrobiło wszystko, by badania te skompromitować i zniszczyć. Prawdopodobnie obawiano się publikacji faktu, że być może w mózgu każdego z nas drzemią siły, których uruchomienie może przynieść prawdziwą nieśmiertelność. A wykpiwana „magia” mogła się okazać zwykłym zjawiskiem fizycznym, magiczną choć bardziej zaawansowaną fizyką o szerszym widzeniu świata i zjawisk.

Nicola Tesla 

Źródło: Wikipedia

Fale skalarne to zjawisko będące u podstawy teorii Falowej Struktury Materii (ang. WSM), która oprócz zjawisk fizycznych doskonale wyjaśnia także wszelkie zjawiska niezwykłe w sposób matematycznie precyzyjny. Falowa struktura materii została przewidziana już 130 lat temu przez słynnego angielskiego geodetę, Williama Clifforda, który przemawiał przed Stowarzyszeniem Filozoficznym Cambridge w 1870 roku: „Wszelka materia jest po prostu pofałdowaniem struktury przestrzeni” (William Clifford). Rozwinął on tę koncepcję jako trójwymiarową dynamikę, która redukuje się do czterowymiarowej kinematyki opisującej materię, elektromagnetyzm i energię kinetyczną jako krzywiznę dynamicznej przestrzeni Riemanna. Jego praca, pierwowzór WSM i Ogólnej Teorii Względności, została zlekceważona. W rozumieniu Clifforda, masa i ładunek nie istnieją, lecz są właściwościami falowej struktury w przestrzeni. W skrócie, to fale przestrzeni są realne, podczas gdy masa i punktowe ładunki są zaledwie przejawami falowej struktury, nazywanymi Schaumkommen przez Schrödingera. Ich propozycje były spójne z obecną postacią teorii kwantowej, ponieważ matematyka kwantowa nie opiera się na wierze w cząstki lub ładunki.

Ernst Mach proponował około roku 1890, że prawo inercji zależy od wszelkiej masy we wszechświecie. Ta propozycja jest znana jako Zasada Macha. To było pierwsze spostrzeżenie, że prawa Natury zależą od kosmologii. Albert Einstein był pod silnym wpływem tych koncepcji, gdy obmyślał swoją Ogólną Teorię Względności. Paul Dirac nigdy nie był zadowolony z pojęcia Dyskretnej Punktowej Cząstki, ponieważ nieskończoności wynikające z obliczeń siły Coulomba musiały być korygowane przez "renormalizazję". Napisał on: „To po prostu nie jest sensowna matematyka. Sensowna matematyka pozwala na pomijanie wartości gdy jest zbyt mała, by mogła mieć znaczenie, a nie na pomijanie jej, gdy jest nieskończenie duża i niewygodna dla nas!” (Paul Dirac). Dirac wydawał się przepowiadać narodziny WSM.

W roku 1945 Wheeler i Feynman poszukiwali przyczyny promieniowania pochodzącego od przyspieszanego ładunku. Ich obliczenia zakładały, że ładunki powinny generować nadchodzące (przychodzące) i powracające (wychodzące) sferyczne fale elektromagnetyczne o jednakowej amplitudzie. Fale wychodzące wywoływały odpowiedź wszechświata; tak jest, powstawanie fal powracających od odbierających je ładunków z każdego innego miejsca we wszechświecie. Niemniej jednak, fale pochodzące od ładunków odbierających zaczynały się przed momentem przyspieszenia, jeszcze zanim przybyły fale źródłowe. Wyliczone siły stosowne do połączonych fal lokalnych i odbieranych zgadzały się ze wzorem empirycznym i wydawały się być przyczyną transferu energii. Wyniki ich obliczeń były znaczące i przyciągnęły sporą uwagę.

Tak czy inaczej, Wheeler i Feynman zwrócili uwagę na fakt, że ich teoria nie było dokładne wyjaśniona. W szczególności, nie istniały rozwiązania fal elektromagnetycznych we współrzędnych sferycznych. Po fakcie okazało się, że sukces obliczeń Wheeler i Feynman był po części winą przemilczenia wektorowego charakteru fal elektromagnetycznych sprawiając, że w efekcie obliczali oni skalarne (kwantowe) fale. Skalarne równanie falowe daje w wyniku dokładnie dwa rozwiązania - nazywając rzeczy po imieniu: przychodzące i wychodzące sferyczne fale. W teorii WSM zostało pokazane, że te dwie fale skalarne połączone razem mają wszystkie właściwości pozytronów i elektronów. Połączone fale stanowią elektron same w sobie i żadna punktowa masa czy ładunek nie są potrzebne.

Elektron mający strukturę falową, stanowi Rezonans Przestrzeni (ang. Space Resonance, SR) lub inaczej Sferyczną Falę Stojącą (ang. Spherical Standing Wave, SSW). Przestrzeń, którą wcześniej uważaliśmy za pustkę, o której mało wiedzieliśmy, jest ośrodkiem rozchodzenia się fal i gra główną rolę w naszej nowej fizyce wszechświata. Właściwości elektronów, innej materii i praw, którym one podlegają, można wyprowadzić z właściwości tego ośrodka, z przestrzeni. Tak więc przestrzeń opisana przez WSM leży u podstaw wiedzy naukowej. Ciekawe, że podobną filozofię przyrody od tysiącleci głosi się na Wschodzie, gdzie pojęciem Akaśa określa się właśnie Przestrzeń, Próżnię Kosmosu w której jako jej fale pojawiają się żywioły materii i która sama w sobie jest podstawą wszystkich rzeczy, podstawą inteligentną. Chociaż teoria WSM w nauce nie zdobyła takiego uznania jak teorie Einsteina, to jednak jest godna zastanowienia, a to, co było powodem jej odrzucania przez część naukowców to fakt, że wyjaśnia zupełnie dobrze cały szereg zjawisk paranormalnych i parapsychicznych, co było dla nich prawdopodobnie zbyt trudne do zrozumienia i zaakceptowania.

Źródło: ArsaGianta.

"Kwantowe powonienie", czyli jak odczuwamy zapachy?

Zwolennicy kontrowersyjnej teorii dotyczącej odczuwania zapachów zyskali nowy argument: muszka owocowa potrafi rozróżniać węchem cząsteczki o identycznym kształcie - informuje "New Scientist". 

Obecnie uznawana teoria głosi, że odczuwamy zapachy, bo nasz nos potrafi ocenić kształty cząsteczek chemicznych. Jednak muszka owocowa jest w stanie rozróżnić dwie cząsteczki o identycznych kształtach, choć różnych właściwościach. Może to być argumentem za teorią, według której zmysł węchu wykrywa drgania cząsteczek. 

Zarówno nosy ssaków, jak i czułki owadów pokryte są białkami, które tworzą podobne do kieszonek receptory. Uważa się, że poszczególne cząsteczki chemiczne - pasujące do tych białek jak klucz do zamka - wywołują kaskadę reakcji, prowadzących do odczuwania zapachu. Ten model nie tłumaczy jednak, dlaczego różne cząsteczki mogą mieć bardzo podobne zapachy. 

W roku 1996 biofizyk Luca Turin postawił hipotezę, zgodnie z którą o zapachu decydują wibracje danej cząsteczki. Elektrony mogłyby przechodzić przez receptor tylko wtedy, gdyby był połączony z cząsteczką wibrująca przy właściwej częstotliwości. Taka częstotliwość może wywołać tunelowy efekt kwantowy, umożliwiający przemieszczenie się elektronu. 

Potwierdzeniem teorii byłaby możliwość rozróżniania cząsteczek o takim samym kształcie, ale wiązaniach wibrujących w rozmaity sposób. Wystarczy zamienić atom wodoru na dwa razy cięższy atom izotopu - deuteru, by częstotliwość uległa zmianie. 

Badania na ludziach nie dały jednoznacznych wyników, natomiast Efthimios Skoulakis z centrum biomedycznego w Vari (Grecja) przeprowadził eksperymenty na muszkach owocowych, które łatwo wytrenować. Umieszczone w labiryncie muszki kierowały się w stronę normalnego acetofenonu, oktanolu czy benzaldehydu, a nie ich "deuterowanych" wersji. Możliwe zatem, że wyczuwają charakterystyczne dla wiązań wibracje.

Źródło: odkrywcy.pl.

Kwantowa teleportacja

Naukowcom z University of Science and Technology of China, znajdującego się w Szanghaju, udało się teleportować kwantowo foton na odległość prawe 100 km. Ta sama grupa fizyków w 2010 roku wykonała podobny eksperyment, jednak wtedy odległość, na jaką udało się „przenieść” foton, wynosiła zaledwie 16 km. 

Teleportacja kwantowa, której dokonali, nie jest jednak tym, co powszechnie uważa się za teleportację. Nie polega ona na jednoczesnym rozpadnięciu się obiektu na pojedyncze cząsteczki oraz odtworzeniu go w innym miejscu, lecz na przeniesieniu informacji pomiędzy dwoma splątanymi ze sobą elementami.

Na skutek takiego splątania kwantowego obie cząsteczki, choć nie są w żaden sposób połączone, uzyskują takie same właściwości fizyczne, jak np. moment pędu, spin elektronowy czy polaryzację. Dzięki temu powiązaniu stają się od siebie zależne. To znaczy, że gdy zmieniamy jakąś właściwość jednej cząsteczki, to druga w tym samym momencie również odczuwa taką samą zmianę. Zachowanie to można więc porównać do odczuć bliźniaków - gdy jeden np. się uderzy, drugi często również odczuwa ból. 

Chińskim naukowcom udało się w ten sposób połączyć ze sobą dwa fotony odległe od siebie o 97 km. Aby dokonać teleportacji kwantowej, wykorzystali lasery. Wyemitowane światło skupili za pomocą układu soczewek. Następnie, poprzez stymulację fotonów znajdujących się u wyjścia z lasera, udało się teleportować informację na odległość prawie 100 km, gdzie drugi foton w tej samej chwili zmienił swoje właściwości. 

Naukowcy mają nadzieję rozwinąć tę technologie tak, aby możliwe było natychmiastowe przesyłanie wiadomości z Ziemi do satelitów znajdujących się około 40 000 km nad naszą planetą. Taka komunikacja byłaby bardzo bezpieczna, ponieważ wysyłanych informacji nie można by „przechwycić”. 

Badania nad splątaniem kwantowym prowadzone są nie tylko na fotonach. Pod koniec 2011 roku udało się w ten sposób połączyć ze sobą dwa niewielkie diamenty. Cząsteczki, z których zbudowane są obiekty tego typu, o wiele łatwiej kontrolować. Nie potrzebny jest układ skupiający promieniowanie, jak ma to miejsce przy wykorzystywaniu fotonów do teleportacji. 

Technologia ta w przyszłości być może znajdzie zastosowanie np. w małych komputerach. Gdy będziemy wpisywać wiadomość na jednym urządzeniu, automatycznie będzie się ona pojawiała na drugim. 

Jak na razie teleportacja informacji jest jedyną, jaką udało się opracować, jednak naukowcy nie porzucają nadziei, że kiedyś uda się przeprowadzić prawdziwą teleportację cząsteczki.

Źródło: odkrywcy.pl.

Polacy wyjaśnili teorię kwantowego splątania

Polscy naukowcy zaprezentowali nowy sposób wykonania eksperymentu, dzięki któremu będzie możliwe sprawdzenie właściwości kwantowego splątania. Praca fizyków ukazała się właśnie w prestiżowym czasopiśmie "Physical Review Letters". 

Kwantowe splątanie jest jedną z najbardziej zadziwiających własności mechaniki kwantowej. Jest ona kluczowa w kontekście kwantowej informacji, kryptografii kwantowej, a także wielu innych gałęzi nauki i inżynierii przyszłości. 

Splątanie ze sobą nawzajem dwóch lub więcej kwantowych obiektów fizycznych (np. fotonów czy elektronów) oznacza specjalny rodzaj korelacji występującej pomiędzy tymi obiektami. Korelacje tego typu nie są znane w świecie fizyki klasycznej - wręcz przekraczają prawa natury rządzące w tym świecie. 

Podstawową trudnością przy badaniu kwantowego splątania - zarówno teoretyczną, jak i eksperymentalną - jest stwierdzenie, czy dany układ fizyczny jest, czy nie jest "splątany". W ciągu wielu lat badań zaproponowano różne teoretyczne i doświadczalne narzędzia służące rozwiązaniu detekcji i mierzeniu kwantowego splątania w przeróżnych, interesujących układach fizycznych. 

Część metod wykrywania kwantowego splątania bazuje na tzw. relacjach nieoznaczoności. Oznacza to, że w eksperymencie mierzy się wybraną wielkość, co do której wiadomo, że jeśli stan układu fizycznego nie jest splątany (używa się określania, że jest "separowany"), to jej wartość nie przekroczy pewnego pułapu. W efekcie, jeśli ten obliczony teoretycznie pułap zostanie doświadczalnie przekroczony, to można uzyskać pewność, że badany stan fizyczny układu jest splątany. 

W pracy autorstwa Łukasza Rudnickiego (Centrum Fizyki Teoretycznej PAN), prof. Pawła Horodeckiego (Politechnika Gdańska, Krajowe Centrum Informatyki Kwantowej) i prof. Karola Życzkowskiego (Uniwersytet Jagielloński, CFT PAN) została wprowadzona nowa wielkość o podobnym charakterze i wskazana korespondująca wartość (relacja nieoznaczoności), której nie może ona przekroczyć, jeśli badany stan jest separowalny. 

- Wielkość ta nazwana przez nas "collectibility", od angielskich słów collective  i separability, co można tłumaczyć jako kolektywny test na separowalność, jest doświadczalnie mierzalna. W naszej pracy opisaliśmy sposób wykonania eksperymentu bazujący na metodzie interferometrii optycznej" - powiedział PAP Łukasz Rudnicki. 

- Mamy nadzieję, iż zaproponowana przez nas metoda okaże się użyteczna i zyska popularność w dziedzinie współczesnych laboratoryjnych badań nad kwantowym splątaniem. Niedawno rozpoczęliśmy współpracę z grupą doświadczalną, która, jak mamy nadzieję, jako pierwsza podda weryfikacji zaproponowaną przez nas metodę - dodał doktorant z CFT PAN. 

Źródło: odkrywcy.pl.

Nowa teoria w fizyce: równoległe światy istnieją i wchodzą ze sobą w interakcję

Nowa teoria może wyjaśniać obserwacje dokonane w mechanice kwantowej.

"Myślę, że śmiało mogę powiedzieć, że tak naprawdę nikt nie rozumie mechaniki kwantowej" 

- to pesymistyczne twierdzenie wygłoszone przez fizyka Richarda Feynmana powoli staje się coraz mniej zgodne z prawdą.

Liczne eksperymenty, pozwalają nam coraz lepiej rozumieć dziwne zachowania obserwowane w mechanice kwantowej, prowadząc niekiedy do szokujących wniosków. Przykładem niech będzie kopenhaska interpretacja mechaniki kwantowej, utworzona w 1957 roku, która zakłada istnienie wielu równoległych światów. Na tej interpretacji bazuje najnowsza teoria przedstawiona przez międzynarodowy zespół naukowców.

„Tym sposobem każda ewentualność zostaje zrealizowana – tak więc w jednej wersji kosmosu asteroida, która zabiła dinozaury omija ziemię, a w innym Australia zostaje skolonizowana przez Portugalczyków” 

- tłumaczy w swoim oświadczeniu Wiseman. Jednak krytycy tej teorii podważają istnienie innych światów jako, że nie wywołują one żadnej reakcji na nasz kosmos.

Prof. Howard Wiseman, fizyk z Griffith University w Brisbane w Australia, wraz ze swoimi współpracownikami opublikował nową teorię zwaną hipotezą „wielu interakcyjnych światów” (Many interacting worlds – MIW). Teoria zakłada, że zgodnie z kopenhaską interpretacją mechaniki kwantowej równoległe wszechświaty są prawdziwe i występują w ogromnej liczbie.

Profesor Howard Wiseman

Źródło zdjęcia: Wikipedia

To co jest nowym założeniem, to stwierdzenie, że światy te wchodzą ze sobą w interakcje na poziomie kwantowym. Wiseman zakłada, że niezrozumiale do tej pory reakcje obserwowane w mechanice kwantowej mogą być wynikiem interakcji (na poziomie kwantowym) pomiędzy równoległymi światami.

Model równoległych wszechświatów mechaniki kwantowej, zakłada, że równoległe światy są realizacją wszystkich możliwych alternatyw, jakie mogą powstać w przeszłości oraz przyszłości. Te inne wersje naszego świata stanowią równie rzeczywiste lecz niemożliwe dla nas do zbadania światy, ponieważ jedyna obserwacja jakiej jesteśmy w stanie dokonać, musiałby odbyć się w naszej “wersji” świata.

Wydarzenia mające miejsce w pozostałych równoległych wszechświatach moglibyśmy sobie jedynie wyobrażać. Jednak teoria MIW zakłada, że może być inaczej – równoległe światy mogą oddziaływać na siebie na poziomie kwantowym. A jeśli tak jest to istnieje możliwość zbadania ich!

Jak wyjaśnia w swojej pracy Wiseman: „Istnieją trzy główne punkty teorii MIW. Po pierwsze, że świat w którym żyjemy, jest tylko jednym z gigantycznej liczby wielu nieznanych nam wszechświatów, z których niektóre są prawie identyczne jak nasz, ale w większości są one od siebie zupełnie różne. Po drugie wszystkie światy są równie prawdziwe, istniejąc nieprzerwanie w czasie z dokładnie określonymi właściwościami. Po trzecie zjawiska kwantowe wynikają z uniwersalnej siły odpychania się sąsiadujących (tj. podobnych) światów, która sprawia, że światy są do siebie mniej podobne”.Natomiast „wszystkie obserwowane przez nas zjawiska kwantowe wyrastają tylko i wyłącznie z interakcji pomiędzy tymi światami” – wyjaśnia w swoim opisie naukowiec. A jeśli tak się dzieje to zgodnie z tą teorią będziemy w stanie testować istnienie innych światów.„Każde wyjaśnienie fenomenów kwantowych będzie dziwne, standardowa mechanika kwantowa nie dostarcza nam na razie żadnych wyjaśnień – oferuje jedynie prognozy dla eksperymentów laboratoryjnych”.

Bez względu na to, czy uda się udowodnić matematycznie istnienie światów równoległych perspektywa możliwych interakcji otwiera nowe przestrzenie zarówno dla nauki jak i filozofii.

Źródło: ciekawe.org.

Splątanie rzeczywistości

Fizykom udało się wprawić w stan splątania aż pięć fotonów jednocześnie. Tym samym skróciła się droga do kwantowych komputerów, a może nawet opanowania zjawiska kwantowej teleportacji.

Świat kwantowy jest bardzo dziwny. Zdumiewał badaczy cząstek atomowych i subatomowych w czasach, gdy był odkrywany, czyli w latach 20. i 30. XX w., ale też długo potem; także dzisiaj wiele zjawisk kwantowych wymyka się zdroworozsądkowej interpretacji. Jednym z nich jest wciąż pozostający w znacznej części w strefie cienia tzw. stan splątania.

Wnioski wynikłe z odkrywania praw mechaniki kwantowej zawarto w słynnej interpretacji kopenhaskiej, niebędącej jednak żadnym oficjalnym dokumentem, lecz naukową wykładnią i spuścizną badaczy skupionych wokół Nielsa Bohra. Ten wielki duński fizyk w latach rewolucji kwantowej zgromadził wokół siebie najwybitniejszych odkrywców i teoretyków, a ich współpraca doprowadziła do największych w XX w. odkryć w fizyce. Po raz pierwszy interpretację kopenhaską ogłoszono w 1927 r. Jej wnioski – w pewnym uproszczeniu – sprowadzić można do kilku konstatacji.

W świecie cząstek elementarnych powszechne jest zjawisko komplementarności. Polega na tym, że badane cząstki bywają różnymi bytami jednocześnie, np. cząstkami i falami. Dwoistą naturę pokazuje słynny eksperyment z dwiema szczelinami. Jeśli emitowany elektron ma dotrzeć do celu (detektora) przez jedną szczelinę w przeszkodzie, to przedostaje się przez nią jako cząstka. Gdy jednak w przeszkodzie są dwie szczeliny obok siebie, nie wybiera jednej z nich, lecz przenika przez obie jednocześnie – jako fala. Na marginesie, najnowsze eksperymenty przeprowadzone w 2012 r. dowodzą, że podział ten nie musi następować w identycznych proporcjach. Jeśli w jednym doświadczeniu mamy do czynienia z fotonami, które raz objawiają się jako cząstka, a raz jako fala, to podział ten nie musi być wcale równy, a więc pół na pół. Foton może być cząstką na przykład w 30% i falą w 70% lub odwrotnie.

W świecie kwantów powszechne jest zjawisko nieoznaczoności, o czym przekonuje słynna zasada Heisenberga. Badając układ kwantowy, nie możemy w tym samym czasie zdobyć całej wiedzy o cząstce, np. określić dokładnie jej pędu i położenia albo spinu i pędu. Możemy badać tylko jedną właściwość, a pozostałe – przez to, że badana jest tylko jedna z nich – wymykają się obserwacji i opisowi.

Świat kwantów jest probabilistyczny, co oznacza, że przed pomiarem danej własności cząstek mierzona zmienna nie ma ustalonej wartości. Wartość tę ustala dopiero pomiar. Wcześniej, przed jego wykonaniem, istnieją tylko rozkłady prawdopodobieństwa dotyczące poszczególnych cech badanego obiektu. Każdy elektron znajduje się w każdym możliwym miejscu w przestrzeni w tym samym czasie, ale szanse odnalezienia go w niektórych miejscach są bardzo duże, a w innych bardzo małe.

I wreszcie, żeby obserwować zjawiska atomowe i subatomowe, musimy je zaburzać. Nie ma sensu pytać – twierdził Bohr – co atomy robią, gdy ich nie obserwujemy. Nic nie robią. Bez obserwacji ich nie ma.

Błąd kopenhaski?

Jednym z najbardziej zagorzałych krytyków tej interpretacji był Albert Einstein, który – jak sam wielokrotnie twierdził – nie rozumiał świata stworzonego przez Bohra i jego otoczenie. Żeby wykazać, że mechanika kwantowa jest w błędzie, że przeoczyła jakiś istotny fakt lub pomiar, Einstein stworzył słynny paradoks, który miał unaocznić fałsz interpretacji kopenhaskiej. Paradoks ten nosi nazwę EPR – od nazwisk jego twórców: Alberta Einsteina, Borysa Podolskiego i Nathana Rosena. Dotyczył cząstek zwanych singletami.

Są to cząstki, które mają precyzyjnie określoną własność wspólną. Jeśli badamy cechę jednej, to wynik tego badania daje nam natychmiastową informację o stanie drugiej. Może to być informacja o spinie, polaryzacji lub innej cesze. Dwa fotony są w stanie splątanym swojej polaryzacji wówczas, gdy używając dwóch identycznie ustawionych, ale odległych od siebie polaryzatorów, zawsze otrzymamy dwie przeciwne polaryzacje. Tak jakby mierzenie polaryzacji pierwszego wpływało na polaryzację drugiego. Przy czym odległość nie ma tu znaczenia. Cząstki mogą być od siebie oddalone o tysiące kilometrów, a i tak informacja o cechach jednej wpływa natychmiastowo na cechy drugiej. Tu właśnie tkwi sedno paradoksu EPR. W jaki sposób cząstki mogą komunikować się w trybie natychmiastowym – pytał Einstein – o wiele szybciej aniżeli prędkość światła? To niedorzeczność. Nic nie jest przecież od światła szybsze. W fizyce kwantowej tkwi jakiś błąd, skoro dopuszcza ona takie sytuacje.

Bell, Aspect i Gasin

Paradoksem EPR, od chwili jego ogłoszenia, przez wiele dziesięcioleci zajmowało się wielu fizyków, którzy stawiali sobie za cel jego ostateczne rozwiązanie. W 1964 r. rozumowanie Einsteina i jego partnerów obalił genialny irlandzki fizyk John Bell, który ostatecznie udowodnił, że tzw. realizm lokalny, zakładany przez krytyków teorii kwantów, w samym świecie kwantów nie istnieje. Innymi słowy, potwierdził, że cząstki mogą się komunikować nielokalnie i na wielkie odległości natychmiastowo. Wkrótce potem wielu innych postanowiło dowieść, że sytuację opisaną w paradoksie EPR można po prostu wytworzyć w laboratorium.

Pierwsze próby rozpoczęli Amerykanie na Berkeley University już na początku lat 70. XX w. Dopiero jednak w 1982 r. zespół fizyków kierowany przez Alaina Aspecta z Université Paris-Sud ostatecznie przeprowadził eksperyment potwierdzający dowód Bella. Fotony rzeczywiście mogą istnieć w stanie splątania i pozostając w nim, wymieniają informacje w trybie natychmiastowym. W 1997 r. w Genewie grupa pod kierunkiem Nicolasa Gasina powtórzyła eksperyment Aspecta z detektorami umieszczonymi 11 km od siebie, co potwierdzało realność efektu splątania kwantowego. W kolejnych latach wykonano podobne doświadczenia z jeszcze większymi odległościami. Wszystkie udane.

Kwantowa ryba

Fizyk angielski David Bohm zobrazował efekt splątania w niezwykły sposób. Wyobraźmy sobie akwarium, w którym pływa ryba, ale jednocześnie wyobraźmy sobie też, że widzimy ją z ujęcia dwóch kamer telewizyjnych, z których każda rzuca obraz na inny ekran. Pierwsza kamera filmuje tylko głowę ryby, druga tylko jej ogon. Kiedy patrzymy na dwa ekrany, możemy odnieść wrażenie, że ryba na każdym z nich to osobny byt i jednocześnie, że istnieje między pierwszą a drugą jakiś związek. Kiedy pierwsza ryba odwraca się, druga także się porusza. Kiedy pierwsza odwraca się w naszą stronę, druga dokonuje ruchu odwrotnego, w pewien sposób korespondującego z tym pierwszym. Jeśli nie jesteśmy świadomi, jak działa cały układ, odnosimy wrażenie, że ryby muszą się jakoś ze sobą komunikować, i to w trybie natychmiastowym. Jednak komunikacji w tradycyjnym rozumieniu słowa tu nie ma. Przecież to jest, tak naprawdę, jedna i ta sama ryba. To właśnie zachodzi między subatomowymi cząstkami w eksperymencie Aspecta. Istnieje głębszy poziom rzeczywistości, zdaje się mówić Bohm, który wymyka się naszym zmysłom.

Udowodnienie, że paradoks EPR nie jest żadnym paradoksem, lecz ukazuje realny fenomen kwantowego świata, ma dość poważne konsekwencje. Najważniejszą jest uznanie, że oddziaływania, z którymi stykamy się na świecie, wcale nie muszą mieć charakteru lokalnego, a więc nie muszą wypływać z tego, co z nimi bezpośrednio sąsiaduje. Przez lokalny charakter oddziaływań rozumie się, że wszystko, co dzieje się w danym miejscu, jest rezultatem czynników działających w tym właśnie miejscu. Tymczasem świat może być nielokalny. To niezwykłe odkrycie. Procesy mogą być efektem czynników bardzo odległych, pochodzących spoza areny wydarzeń, których wpływ rozprzestrzenia się natychmiastowo. Wszystko jest związane ze wszystkim. Ograniczenia świetlne teorii względności Einsteina w takim świecie nie obowiązują. Lokalność świata jest fikcją. To właśnie udowodnili Bell i Aspect.

Źródło: Wiedza i życie.

Światło jako fala i cząsteczka

Światło zachowuje się zarówno jak cząstka i jak fala. Od czasów Einsteina, naukowcy starali się bezpośrednio obserwować oba te aspekty światła w tym samym czasie. Na początku 2015 roku naukowcom z Politechniki Federalnej w Lozannie udało się zdobyć pierwsze w historii zdjęcie tego podwójnego zachowania.

Mechanika kwantowa mówi nam, że światło może zachowywać się jednocześnie jak cząstki lub fale. Jednak dotychczas w żadnym eksperymencie nie udało się przechwycić dwoistej natury światła w tym samym czasie. Udało się zaobserwować falę lub cząstkę, ale zawsze w różnych czasach. Biorąc radykalnie odmienne podejście eksperymentalne, naukowcy z EPFL uchwycili pierwszą w historii migawkę światła zachowującego się w ten sposób. Ta przełomowa praca została opublikowana w Nature Communications.

Kiedy światło UV uderza w metalową powierzchnię, powoduje emisję elektronów. Albert Einstein wyjaśnił ten "efekt fotoelektryczny" mówiąc, że światło - rozważane jako fala - jest również strumieniem cząstek. Mimo, że w wielu badaniach udało się zaobserwować zarówno cząstki jak i zachowania światła podobne do fali, nie udało się zaobserwować obu tych zjawisk w tym samym czasie.

Zespół badawczy kierowany przez Fabrizio Carbone na EPFL przeprowadzili eksperyment za pomocą elektronów. Naukowcy zdobyli po raz pierwszy w historii zrzut światła zachowującego się jednocześnie zarówno jak fala i strumień cząstek.

Źródło: http://phys.org/news/2015-03-particle.html

Eksperyment można objaśnić następująco: impuls światła laserowego jest odpalany w małym metalowym nanodrucie. Laser dodaje energii naładowanym cząstkom w nanodrucie powodując ich wibrację. Światło porusza się po tym maleńkim drucie w dwóch możliwych kierunkach, jak samochody na autostradzie. Gdy fale podróżujące w przeciwnych kierunkach spotykają się ze sobą, tworzą one nową falę, która wygląda, jakby stała w miejscu. Ta fala stojąca staje się źródłem światła dla eksperymentu, promieniując wokół nanodrutu.

Sztuczka eksperymentu tkwi w tym, że naukowcy wystrzelili strumień elektronów blisko nanodrutu. Korzystając z ultraszybkiego mikroskopu do uzyskania obrazu pozycji, w której nastąpiła zmiana prędkości elektronów, zespół Carbone mógł uzyskać stojącą falę, która jest jak odcisk palca falowej natury światła .

„Ten eksperyment pokazał po raz pierwszy w historii, że możemy sfilmować mechanikę kwantową i jej paradoksalną naturę w sposób bezpośredni " - mówi Fabrizio Carbone. Ponadto znaczenie tej pionierskiej pracy może wykraczać poza podstawową naukę i technologie przyszłości.

Źródło: oryginalny artykuł.

Komentarz z dwupunktu widzenia :)

Zarówno fizycy kwantowi jak i Richard Bartlett wspominają, że wszystko we wszechświecie na najgłębszym poziomie jest światłem. Być może zwykłemu zjadaczowi chleba trudno sobie wyobrazić samego siebie jako światło jeżdżące światłem do pracy w świetle i żywiącego się światłem. Na co dzień nie poruszamy się też tak szybko, choć praktykom dwupunktu zapewne zdarza się przemieszczać z prędkością światła, by szef nie dopatrzył się spóźnienia. Zachodzisz w głowę, dlaczego dwupunkt działa?
Właśnie dlatego, że jesteś światłem. Twoje ciało to tak naprawdę wysokoenergetyczna zupa fotonowa. Łącząc dwa punkty ze sobą w sposób świadomy zmieniasz wzory światła i informacji. Załamanie fali manifestuje materialną rzeczywistość - wtedy jesteś światłem zachowującym się jak cząsteczki. Jesteś właśnie tym wszystkim. 
Pozwól się zaskoczyć i płyń ze światłem. A może raczej: "świeć"? 

Nowa teoria Stephena Hawkinga: znalazł sposób na ucieczkę z czarnej dziury

Stephen Hawking uważa, że jest bliski rozwiązania jednej z zagadek fizyki, czyli paradoksu informacyjnego czarnej dziury. Według naukowca informacja nie ginie, a przechowuje się w horyzoncie zdarzeń. Poza tym uważa on, że w czarnej dziurze może mieścić się portal do innego wszechświata.

Biorąc pod uwagę ogólną teorię względności Einsteina, uznaje się, że informacja wchłonięta przez czarną dziurę zostaje zniszczona. Natomiast według prawa mechaniki kwantowej informacja jest wieczna. Na tym polega paradoks, nad którym głowią się fizycy świata.

Hawking we współpracy z Malcolmem Perrym z Uniwersytetu Cambridge w Wielkiej Brytanii oraz Andrew Strombergiem z Uniwersytetu Harvarda stworzył teorię, która miałaby pogodzić dwie wyżej wymienione.

Poza przechowywaniem informacji naukowcy omówili inny problem czarnych dziur, których siła grawitacji jest tak duża, że nic – nawet światło – nie ucieknie z jej wnętrza.

Według badacza z czarnych dziur da się wydostać, dlatego też Hawking nie wyklucza, że mogłyby one stanowić portale do innych wszechświatów.

– Przesłaniem tego wykładu jest to, że czarne dziury nie są tak czarne, jak się je opisuje. Nie są one więzieniem, jak kiedyś uważano. Można wydostać się z czarnej dziury, ale prawdopodobnie wyjdzie się w innym wszechświecie – powiedział Hawking. – Dziura musiałaby się obracać i być odpowiednich rozmiarów, aby istniało przejście do innego świata. Na pewno, gdyby przekroczyłoby się portal, nie byłoby powrotu. Chociaż chętnie poleciałbym w kosmos, nie zamierzam tego jednak sprawdzać – dodaje.

Źródło: Losy ziemi.

Więcej info: Huffpost Science.

Komentarz z dwupunktu widzenia :)

Ciekawe, co powiedziałby Hawking znając dwupunkt? My regularnie robimy download zdrowych części ciała z wszechświatów równoległych. Zaprawionym dwupunktowcom zdarza się tam zapewne zaglądać. Bartlett opisywał historię swojego ucznia, który nie mógł stamtąd wrócić. 

Według najnowszych odkryć, to wszystko jest możliwe. Być może robiąc dwupunkt sami tworzymy małe, czarne dziury? W obliczu tych informacji powiedzenie "jestem w czarnej dziurze" zmienia całkowicie swoje znaczenie i staje się pozytywną metaforą "innego świata". Moja nauczycielka od ekonomii mawiała, że "w życiu pewne są tylko dwie rzeczy: śmierć i podatki". My natomiast wiemy, że jedyną stałą jest zmiana, nawet jeśli oznacza transformacyjne przejście na drugą stronę "czarnej dziury".