Знание-сила, 2002 №6 (900)

* Так, знаменитый возглас Геббельса: «Wollt ihr den totalen Krieg?» («Так вы хотите тотальной войны?») своим отрывистым звучанием напоминает не только более длинную тираду Эриха Хонеккера: «Es lebe der 40. Jahrestag der Deutschen Demokratischen Republik!» («Да здравствует сороковая годовщина Германской Демократической Республики!»), но еще – что более интересно – крик возбужденного шимпанзе, который призывает своих сторонников сплотиться ради схватки за более высокое место в иерархии стаи.

Во всех трех случаях сонограмма (запись голоса) имеет характерный вид. Сперва оратор сбивается на крик частотой до 400 Герц. Отдельные звуки выглядят на сонограмме, как сталактиты. Гласные тянутся почти полсекунды.

Танец двух квантовых облаков

В квантовом мире действует странная «телепатия»: разные частицы могут вести себя так, словно это одна и та же частица. Не способные даже обменяться информацией со своими двойниками, они, тем не менее, моментально узнают о любых переменах их свойств и вторят им. Так, можно представить себе эти частицы в виде игральных костей: если бросок одной из костей в Каире принесет «шестерку», то вторая кость, брошенная в ту же секунду на стол в Багдаде, принесет также шесть очков. Эти частицы ведут себя, словно зеркала, отражающие лишь друг друга.

До сих пор удавалось «связать», самое большее, всего четыре атома. Чем больше частиц «сообщаются» друг с другом, тем неустойчивее их связь. Любое внешнее влияние нарушает ее. (Подробнее об опытах по телепортации частиц смотрите «Знание – сила» № 8, 2000 год, тема номера «Телепортация – в кино, в науке, в жизни». Кстати, по сообщению журнала «Bild der Wissenschaft», автор опыта по телепортации фотонов физик Антон Цайлингер из Инсбрукского университета был одним из главных претендентов на Нобелевскую премию по физике за 2001 год.)

* Тем удивительнее опыт, поставленный группой датских ученых во главе с Брианом Юльсгаардом. В течение некоторого времени они удерживали в «связанном» состоянии триллионы (!) атомов.

Вот как проходил опыт. Два небольших стеклянных сосуда, наполненных парами цезия – своего рода атомарными облаками, поместили в мощное магнитное поле и направили на них поляризованный свет. Магнитные моменты атомов и их моменты количества движения, или спины были соответственно ориентированы в этом поле. В каждом из сосудов половина спинов была направлена вверх, а другая – вниз.

Затем на оба стоявших рядом сосуда направили пульсирующий лазерный луч определенной частоты. Взаимодействуя с ним, оба атомарных облака оказались в особом квантомеханическом состоянии: оно явилось наложением двух равноправных состояний. В одном случае большая часть спинов была направлена вверх, в другом – вниз. Спин каждого атомарного облака складывался из множества отдельных спинов, причем неизвестно было, как он и ориентированы. Поэтому вероятность того, что спин атомарного облака будет направлен вверх или вниз, казалась одинаково велика.

Однако всякий раз суммарные направления спинов в обоих сосудах совпадали. Таким образом, атомарные облака пребывали в «связанном» состоянии. Ввиду их огромных размеров для них не играло особой роли, если один из атомов подвергался внешнему воздействию, например, сталкивался со стенкой сосуда. Лишь через половину миллисекунды, когда большая часть атомов успевала подвергнуться внешнему воздействию, «связанное» состояние исчезало.

«Связанные» атомарные облака можно использовать для телепортации квантовых состояний из одной области пространства в другую. Подобные эффекты будут играть важнейшую роль в квантовых компьютерах. Правда, вместо атомарных облаков в них будут использованы электроны в полупроводниковых материалах; спины электронов ориентируют с помощью магнитного поля, а затем направят на них лазерный луч, что и вызовет переход к связанному состоянию. Впрочем, пока неизвестно, удастся ли компьютеру, устроенному по такому принципу, проделать хотя бы несколько сотен операций, прежде чем «связанное» состояние пройдет.

Здесь уместно будет вспомнить, что в 1964 году математик Джон Белл высказал удивительную гипотезу. Вселенная так бесконечно велика, что целые ее области можно рассматривать, как крохотные «квантовые частицы». Эти «частицы» могут быть «связаны» друг с другом. Тогда все, что происходит в одном из уголков Вселенной, например на планете Земля, может в ту же секунду, по законам квантовой физики, повторяться на планете Земля-2, лежащей за миллиарды световых лет от нас. Таинственное Нечто связывает друг с другом и эти планеты, и атомарные облака, и фотоны, и двух искателей удачи, застывших с игральными костями в руках, один – в Каире, другой – в Багдаде. «Это было вышедшее из звезд число… непреложность той единственной суммы, знаменует ли оно… случайность» (Стефан Малларме. «Бросок костей», пер. М. Фрейдкина).

У Везувия есть еще порох в пороховницах!