Het vreemde fenomeen van kwantumverstrengeling kan in theorie niet alleen ruimte maar ook tijd omvatten. En dan wordt het echt verwarrend.
Kwantumverstrengeling (anders - verwarring) zou wel eens een van de bekendste en meest onbegrijpelijke kunnen worden genoemd vanuit het oogpunt van de alledaagse logica van de effecten van de microwereld. Het bestaat uit het feit dat de toestanden van twee (of zelfs meer) kwantumobjecten met elkaar verbonden lijken te zijn, ongeacht de afstand tussen hen, - de impact op een van hen heeft onmiddellijk invloed (in de letterlijke zin van het woord) op het andere object dat ermee verbonden is. Het is bekend dat Einstein het moeilijk had om dergelijke verschijnselen te accepteren, en noemde verstrikking 'nachtmerrie-actie op afstand'. Maar het lijkt erop dat de echte nachtmerrie nog maar net begint.
Onlangs keken Australische onderzoekers van de groep van professor Timothy Ralph naar kwantumverstrengeling van een iets andere aard - een die zich niet door de ruimte maar door de tijd uitstrekt - en hier zien de dingen er nog verwarrender uit. Laten we proberen hun constructies te begrijpen.
Wetenschappers beginnen hun denken met een vereenvoudigd beeld van het universum, bestaande uit één ruimtelijke en één tijdelijke dimensie. Het is vrij eenvoudig om het in een vlak weer te geven: we zullen de ordinaatas correleren met ruimte en de abscis-as met de tijd. We plaatsen het huidige moment bij de oorsprong; de toekomst bevindt zich rechts van de ordinaatas, het verleden - links. De waarschijnlijke posities van een deeltje in de toekomst (en in het verleden) kunnen worden gezien als symmetrische bergen die groeien met de afstand tot het heden. Als we soortgelijke "bergen" toevoegen voor een ander deeltje, overlappen ze elkaar gedeeltelijk in het verleden en in de toekomst. Dit betekent dat zowel in het verleden als in de toekomst de kans bestaat dat beide deeltjes elkaar ontmoeten en, als gevolg daarvan, hun interactie met elkaar - precies in de overlappende gebieden.
Gewone kwantumverstrengeling, volgens de auteurs, komt in deze afbeelding overeen met een onmiddellijke verticale plak die door het gebied van overlappende waarschijnlijkheidsfuncties van deeltjes gaat. Maar met hetzelfde succes - merken ze op - kan de snede horizontaal worden gemaakt, parallel aan de tijdas!
Waar kan dit toe leiden? Tot totaal verrassende conclusies. Bijvoorbeeld door het feit dat een meting in het verleden direct gerelateerd is aan de toekomst. Zeggen, niets verrassends? Niet echt: het is niet zomaar een causaal verband.
Om de vreemdheid van de situatie te verduidelijken, stellen Ralph en zijn collega's een dergelijk gedachte-experiment voor. Stel je voor dat een qubit wordt gemaakt met bepaalde parameters en naar de toekomst reist. Het hebben van bepaalde parameters betekent dat je de klassieke beschrijving van deze qubit hebt. Dan, op enige afstand in de toekomst, ontvangt een andere detector die zich op hetzelfde punt in de ruimte bevindt deze beschrijving, waardoor de oorspronkelijke qubit wordt "gereconstrueerd". Volgens wetenschappers, als een qubit wordt gedetecteerd op een punt in de toekomst, symmetrisch ten opzichte van het moment van creatie, kan het "verstrengeling in de tijd" worden genoemd - of zelfs "teleportatie in de tijd". Het materiële deeltje zelf bestaat misschien niet in het interval tussen deze symmetrische momenten, alsof het onmiddellijk van de ene naar de andere is verschoven. Gewoon op tijd springen.
Promotie video: