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Wir alle wissen, dass die Quantenwelt seltsam ist, aber wie seltsam ist es, dass die Zukunft die Vergangenheit beeinflussen kann?
Unbestimmtheit ist die Tatsache, dass in der Quantenmechanik, egal wie viel Sie über ein Quantenteilchen wissen, Sie seinen Quantenzustand erst vorhersagen können, wenn Sie ihn messen. Stattdessen liefert die Quantenmechanik die statistischen Wahrscheinlichkeiten eines bestimmten Zustands.
Dies wird am besten von Schrödingers zusammengefasst berühmte Katze in einer Kiste , wer ist in a Überlagerung lebendig und tot sein, bis die Schachtel geöffnet wird.
Der Zustand eines Partikels ist nicht nur unbekannt, er ist wirklich unbestimmt bis es gemessen wird. Es ist der Messvorgang selbst, der das Partikel oder die Katze dazu zwingt, in einen bestimmten Zustand zu kollabieren.
Das erste Experiment
In einem Experiment, das 2015 an der Washington University in St. Louis durchgeführt wurde, kühlte ein Team einen einfachen supraleitenden Schaltkreis auf nahezu Null ab, so dass er in den Quantenraum eintrat. Anschließend verwendeten sie die beiden unteren Energieniveaus. Qubit - der Grundzustand und ein angeregter Zustand - als Modellquantensystem.
Die seltsamen Regeln der Quantenmechanik besagen, dass es zwischen diesen beiden Zuständen unendlich viele Quantenzustände gibt Überlagerungen oder Kombinationen des Grundzustands und des angeregten Zustands.
Das Team führte dann eine sogenannte "starke" Messung durch, die das Qubit in den einen oder anderen der beiden Zustände zwang, aber die Wissenschaftler versteckten das Ergebnis dieser Messung vor sich selbst.
Dann führten sie eine "schwache" oder Off-Resonance-Messung durch, indem sie das Qubit in eine Box steckten und einige Mikrowellenphotonen einsendeten, deren Quantenfelder mit dem supraleitenden Schaltkreis wechselwirkten. Als die Photonen die Box verließen, bohrten sieInformationen über das Quantensystem, aber entscheidend ist, dass sie das Qubit nicht störten.
50-50 Vermutungen vs. 90-10 Vermutungen
Das Team hat dann versucht, das versteckte Ergebnis der starken Messung zu erraten.
Berechnung der Vorwärtsbewegung in der Zeit, sie verwendeten die Geborene Gleichung das drückt die Wahrscheinlichkeit aus, das System in einem der beiden Zustände zu finden, und ihre Vermutungen waren 50-50.
Dann berechneten sie durch Umdrehen der Gleichungen die Zeit rückwärts und erhielten eine sogenannte Rückblickvorhersage oder "Retrodiction". Bei der Analyse der Retrodiktionen waren ihre Vermutungen zu 90 Prozent genau, wenn sie mit dem Ergebnis der gespeicherten Messung verglichen wurden.
VERBINDUNG: FORSCHER UMKEHREN DEN ZEITFLUSS AUF EINEM QUANTUMCOMPUTER
Der gemessene Quantenzustand enthielt irgendwie Informationen aus der Zukunft und der Vergangenheit. Dies entspricht dem, was Sie heute tun, und ändert das, was Sie gestern getan haben.
Es ist keine "gruselige Fernwirkung", wie Einstein berühmt nannte Quantenverschränkung , es ist gruselige Aktion zu einem Zeitpunkt und es hat enorme Auswirkungen sowohl auf die Zeit selbst als auch auf die Kausalität.
Eine dieser Implikationen ist, dass in der Quantenwelt die Zeit sowohl vorwärts als auch rückwärts läuft oder dass dies der Fall ist. Zeitsymmetrie .
Und das bedeutet, dass der "Pfeil der Zeit" tatsächlich ein Doppelpfeil ist. Teamleiter Kater Murch sagte , "Es ist nicht klar, warum in der realen Welt die Welt aus vielen Teilchen besteht, die Zeit nur vorwärts geht und die Entropie immer zunimmt."
Das zweite Experiment
In einem am 25. Mai 2015 veröffentlichten Experiment in Naturphysik Wissenschaftler der Australian National University haben ein einzelnes Atom auf einem Weg durch ein durch Laserstrahlen gebildetes Gitter geschickt. Dies ähnelt dem festen Gitter, das in dem bekannten Doppelspaltexperiment verwendet wurde, das die Doppelteilchen- und Wellennatur des Lichts zeigt.
Wenn das Atom im Experiment der Australian National University wie ein Teilchen wirkt, bewegt es sich in einer geraden Linie, aber wenn es wie eine Welle wirkt, erzeugt es die Interferenzbänder.
Dann fügten die Wissenschaftler zufällig ein zweites Lasergitter hinzu.
Wenn das zweite Gitter vorhanden war, erzeugten die Atome das Interferenzmuster. Wenn es nicht vorhanden war, verhielten sie sich wie Partikel und gingen einen einzigen Weg. Es wurde jedoch nur bestimmt, ob das zweite Gitter hinzugefügt wurde oder nicht. nach das Atom hatte es durch das erste Gitter geschafft.
In den Fällen, in denen das zweite Gitter hinzugefügt wurde, verhielten sich die Atome wie Wellen vorher der zweite Rost wurde hinzugefügt.
Studienautor Andrew Truscott notiert dass "ein zukünftiges Ereignis das Photon veranlasst, über seine Vergangenheit zu entscheiden."
Das dritte Experiment
Yakir Aharonov von der Universität Tel Aviv in Israel und Kollegen haben argumentiert, dass, wenn ein Experiment den Zustand von Quantenteilchen "stark" misst, diese Messung die Zustände beeinflusst, die die Teilchen während einer früheren "schwachen" Messung hatten.
Aharonovs erster Vorschlag vor 30 Jahren, und er heißt " Zwei-Zustands-Vektorformalismus "TSVF.
TSVF berücksichtigt die Korrelationen zwischen Partikeln in 4D-Raumzeit und nicht in 3D. Aharonovs Kollege Avshalom Elitzur vom Weizmann Institute of Science sagt , "In Raum-Zeit als Ganzes ist es eine kontinuierliche Interaktion zwischen vergangenen und zukünftigen Ereignissen."