Вы хотите сказать, что они сделаны из каких-то особенных частиц?!
Туай.
Нет, частицы самые обыкновенные, но вот их состояния...
97. Изображение в визуализаторе.
Это по-прежнему Альберт Эйнштейн, показывающий язык.
Голос Туая.
Вы, должно быть, знаете, что каждая элементарная частица обладает так же и волновыми свойствами.
Голос Гарсии.
Ну,... в общем да...
Голос Туая.
Каждой частице соответствует волна, квадрат амплитуды которой определяет вероятность обнаружить ее в данное время в и данном месте. В обычных условиях волны, соответствующие частицам, колеблются независимо друг от друга...
Портрет Эйнштейна исчезает. Внутри Шара возникает несколько разноцветных хаотически колеблющихся синусоид.
Голос Туая.
Мы говорим, что состояния таких частиц не когерентны. Но возможны и другие ситуации... Как бы это получше объяснить... Вот!.. Вы можете сказать, чем отличается луч лазера от луча,... э..э..., например, карманного фонарика?
Голос Гарсии.
Ну,... луч лазера имеет строго определенную длину волны. Он, как это... Монохромен!
Все синусоиды приобретают одинаковую частоту и окраску.
Голос Вэя.
Вообще-то правильно, но не это главное. Можно сделать фонарик, который будет светить монохромным светом, но лазером от этого он не станет. Фотоны в лазерном луче не просто имеют одну частоту. Их волновые функции колеблются синхронно. Они когерентны!
Все синусоиды начинают колебаться синхронно, сдвигаются и сливаются в одну, очень большой амплитуды.
Голос Туая.
Представьте себе множество совершенно одинаковых людей, бредущих по шоссе нестройной толпой. Это - луч монохромного фонарика. Теперь вообразите тех же людей, но построенных в плотную колонну или каре и идущих в ногу. Это -луч лазера. Улавливаете разницу?
Голос Гарсии.
Вполне. Еще древние понимали преимущества военного строя. Но причем здесь ваши кристаллы?
В визуализаторе возникает изображение каких-то потоков, вихрей, водоворотов...
Голос Туая.
Немного терпения. Когерентностью объясняются многие экзотические физические явления. Например сверхтекучесть и сверхпроводимость. Но такие фокусы проходят только с одним сортом частиц, так называемыми "бозонами". Они всегда стремятся по возможности очутиться в одном и том же состоянии, что облегчает действия с ними...
Голос Гарсии.
Я всегда считал, что толпой манипулировать легче, чем собранием индивидуалистов...
Голос Туая.
Очень уместное замечание! Именно в этом и вся загвоздка. Наряду с бозонами существует другой класс частиц - фермионы. Вот они-то и есть самые закоренелые индивидуалисты.
В визуализаторе возникает схема кристаллической решетки. Темные шарики изображают атомные ядра. Вокруг них по круговым орбитам бегают разноцветные синусоиды - символическое изображение волновых функций электронов. Все синусоиды колеблются несинхронно.
Голос Туая.
Никакие два фермиона ни при каких обстоятельствах не могут очутиться в одном и том же состоянии. Это один из главнейших законов природы, быть может даже более фундаментальный, чем закон сохранения энергии. Между прочим, электроны как раз относятся к фермионам. Никакие два электрона в атоме не могут быть в одном и том же состоянии. Благодаря этому формируются электронные оболочки, ответственные за химические свойства элементов. И благодаря этому существует жизнь во Вселенной...
Фермионы тоже могут находиться в когерентных состояниях. Разных, но связанных между собой. Если вернуться к нашей аналогии, то... Представьте себе не хаотичную толпу и не строй солдат, а, скажем, большую группу артистов кордебалета, каждый из которых танцует свою собственную партию, но синхронно со всеми остальными.
Схема кристаллической решетки меняется. Теперь волновые функции электронов, принадлежащих соседним атомам колеблются синхронно.
Голос Туая.
Понятно, что добиться этого гораздо труднее, чем построить всех в колонну и заставить маршировать.
Голос Гарсии.
Да уж...
98. Кают-компания.
Туай.
Такие опыты проводятся. Достигнуты определенные результаты, но при весьма специфических условиях и на очень короткое время...
Гарсия.
Очень короткое это сколько? Дни, часы?...
Туай ( улыбаясь).
Нет, миллионные доли секунды. И для пары-тройки сотен частиц максимум. Говоря образно, в нашем кордебалете не удается занять больше нескольких сот артистов. Но это в наших лабораториях, при температурах близких к абсолютному нулю.
А вот в кристаллах самопроизвольно возникают макроскопические области, в которых когерентность сохраняется сотые, а то и десятые доли секунды! У триллионов частиц! Почти при любых внешних условиях! Даже обычный огонь им не страшен.
Чтобы уничтожить когерентность, их надо сжигать, облив горючей жидкостью! Можете представить себе такой кордебалет? Это противоречит всей физике и всему здравому смыслу, но это факт!
Гарсия.
Ладно, а при чем тут телепортация?
Туай.
Сейчас поймете. Пусть у нас есть две частицы, находящиеся в связанных, но неопределенных состояниях...
Гарсия.
Как это?
Туай.
Возьмем, например, два электрона. Вы знаете, они обладают электрическим зарядом и, к тому же , как бы, вращаются вокруг своей оси. От этого у каждого электрона возникает магнитный момент - спин...
На лице Гарсии недоуменно-тоскливое выражение. Туай беспомощно оглядывается вокруг, пытаясь подобрать нужные слова.
Туай.
...Можно представить, что каждый электрон - маленький магнитик... Компас, если хотите, стрелка, которого может быть направлена в ту или другую сторону.
Если электроны находятся в связанном состоянии мы можем знать только то, что их спины,...стрелки то есть, направлены в противоположные стороны. Но ориентация каждого из этих спинов не имеет определенного значения, пока не измерена хотя бы у одной из частиц...
Гарсия.
Вы хотите сказать, они нам неизвестны?
Туай.
Нет, я хочу сказать то, что сказал. Ориентации спинов НЕ ИМЕЮТ определенного значения до тех пор, пока не сделаны измерения.
А теперь представьте, что электроны без потери когерентности разнесены как угодно далеко в пространстве и спин одного из них измерен. В то же мгновение спин другого ПРИОБРЕТАЕТ вполне определенную, в данном случае противоположную ориентацию. Обратите внимание, приобретает мгновенно, без посредничества какой-нибудь среды или физического поля. Это и есть квантовая нелокальность.
Конечно, то что я вам рассказываю - лишь очень грубая схема. Но используя более сложные системы когерентных частиц, можно добиться того, что состояния одних из них будут передаваться другим.
Телепортироваться. В лабораторных условиях эти опыты неоднократно проводились...
Гарсия.
Я конечно не физик, но по-моему все это противоречит,... противоречит какому-то там основополагающему принципу...
Туай.
Да, принципу локальности, который утверждает, что каждое взаимодействие должно передаваться от точки к точке каким-то посредником, физическим полем... И с конечно скоростью. В этом то и состоит ЭПР парадокс.
Гарсия.
Какой парадокс?
Туай.
ЭПР. Эйнштейна-Подольского-Розена.
Гарсия.
А... Но, по-моему, от телепортации квантовых состояний до телепортации материи огромная дистанция.
Туай.
Совершенно верно. Поэтому я и говорю, что без Кристаллов мы сейчас бессильны. А вот с Кристаллами нам удалось достичь кое-каких результатов. Правда только на небольшие дистанции и для небольших масс...
99. Изображение в Шаре. Лаборатория хранителей.
На расстоянии примерно десяти метров друг от друга стоят две камеры приемная и передающая. Их объемы невелики - около кубометра.