הסתבכות קוונטית בפיזיקה

הסתבכות קוונטית היא אחד העקרונות המרכזיים של פיזיקה קוונטיתאם כי זה גם לא מובן מאוד. בקיצור, הסתבכות קוונטית פירושה שחלקיקים מרובים קשורים זה לזה באופן ש- מדידה של המצב הקוונטי של החלקיק קובע את מצבי הקוונטים האפשריים של השני חלקיקים. חיבור זה אינו תלוי במיקום החלקיקים בחלל. גם אם תפריד בין חלקיקים מסתבכים לפי מיליארדי מיילים, שינוי חלקיק אחד יגרום לשינוי בחלק אחר. למרות שנראה שההסתבכות הקוונטית מעבירה מידע באופן מיידי, היא למעשה לא מפרה את מהירות האור הקלאסית מכיוון שאין "תנועה" בחלל.

הדוגמה הקלאסית להסתבכות קוונטית נקראת פרדוקס EPR. בגרסה מפושטת למקרה זה, יש לשקול חלקיק עם ספין קוונטי 0 שמתפרק לשני חלקיקים חדשים, חלקיק A וחלקיק B. חלקיק A וחלקיק B ממשיכים לכיוונים מנוגדים. עם זאת, החלקיק המקורי היה מסתובב קוונטי של 0. לכל אחד מהחלקיקים החדשים יש סיבוב קוונטי של 1/2, אך מכיוון שהם צריכים להוסיף עד 0, אחד הוא +1/2 ואחד הוא -1/2.

פירושו של קשר זה הוא ששני החלקיקים מסתבכים. כשאת מודדת את הסיבוב של חלקיק A, למדידה זו יש השפעה על התוצאות האפשריות שיכולות להגיע כשמדדים את הסיבוב של חלקיק B. וזו לא רק תחזית תיאורטית מעניינת אלא אומתה באופן ניסיוני באמצעות בדיקות של

דבר חשוב שכדאי לזכור הוא שבפיזיקה קוונטית, אי הוודאות המקורית לגבי מצב הקוונטים של החלקיק אינה רק חוסר ידע. מאפיין יסודי של תורת הקוונטים הוא שלפני פעולת המדידה, החלקיק באמת אין מצב מוגדר, אך הוא נמצא בסופרפוזיציה של כל המצבים האפשריים. זה מתבסס בצורה הטובה ביותר על ידי ניסוי המחשבה הקלאסית בפיזיקה קוונטית, חתול של שרדינגר, כאשר גישה של מכניקה קוונטית מביאה לחתול בלתי נצפה שהוא חי ומת גם יחד.

דרך אחת לפרש דברים היא להתייחס ליקום כולו כתפקוד גל יחיד. בייצוג זה, "תפקוד הגל של היקום" הזה יכיל מונח המגדיר את המצב הקוונטי של כל חלקיק וכל חלקיק. הגישה הזו היא שמשאירה את הדלת לטענות ש"הכל קשור ", שלעתים קרובות מניפולציות (בין במכוון או באמצעות בלבול כנה) בסופו של דבר עם דברים כמו שגיאות בפיזיקה ב הסוד.

אף על פי שפירוש זה אכן אומר שמצב הקוונטים של כל חלקיק ביקום משפיע על תפקוד הגל של כל חלקיק אחר, הוא עושה זאת באופן מתמטי בלבד. אין באמת ניסוי מסוג כלשהו שיכול אי פעם - אפילו באופן עקרוני - לגלות את האפקט במקום אחד המופיע במקום אחר.

למרות שההסתבכות הקוונטית נראית כמו מדע בדיוני ביזארי, ישנם כבר יישומים מעשיים של המושג. הוא משמש לתקשורת וקריפטוגרפיה בחלל עמוק. לדוגמה, ה- LDE Atmosphere Dust and Explorer של נאס"א (LADEE) הדגים עד כמה הקוונטים ניתן להשתמש בהסתבכות כדי להעלות ולהוריד מידע בין החללית לבסיס קרקעי מקלט.

נערך על ידי אן מארי הלמנסטין, ד.