Будем коррелировать!

Будем коррелировать!

Во-первых, чтобы понять сущность квантовых корреляций, нужно разобраться кое в чем еще. Первое — это волна. У нас уже есть представление о том, что это такое. Она в точности напоминает круги на воде. То же можно сказать и о свете, звуке и о любой форме взаимодействия. Когда встречаются две волны — они либо накладываются друг на друга (сложение волн), если у них одинаковая высота, либо образовывают впадину, если совпадут их самые низкие точки. Также волны могут нейтрализовать друг друга (вычитание волн), если высокая волна с высотой +x сталкивается с низкой волной с высотой — x.

Рис. 30. Уроборос, повелевающий временем. Собор Св. Иоанна в Риме

В начале XIX века ученые полагали, что свет состоит из частиц, пока Томас Юнг не продемонстрировал с помощью прибора с «двойной щелью» волновое поведение света, при котором происходила интерференция (это явление похоже на сложение и вычитание волн, о которых сказано выше).

Также когда-то полагалось, что наименьший из всех возможных кирпичиков материи — атом. Он представлялся наименьшей частью всего сущего. Но затем наука открыла еще более маленькие (элементарные) частицы, и мы очутились в мире субатомов. Известно, что ядро атома состоит из элементарных частиц — протонов и нейтронов. Обнаружен электрон, движущийся вокруг ядра, как Луна вокруг Земли. Проблема с электроном состоит в том, что мы никогда не знаем, где он находится в конкретный момент времени, и у всех электронов на всех траекториях (электронных оболочках) при этом одинаковое количество энергии. Когда-то полагали, что электроны могут переходить с одной оболочки на другую, теряя или приобретая энергию. Однако сейчас полагают, что электроны существуют в виртуальном состоянии — как волны вероятности, распространяющиеся «по всему пространству». Таким образом, «электрон появляется в своем пространственно-временном расположении только тогда, когда сознательный наблюдатель проводит измерения»[44].

Теоретически электроны могут находиться на орбитах за тысячи километров от ядра, но, скорее всего, они находятся близко к нему, особенно когда мы пытаемся за ним пронаблюдать. Электроны могут перепрыгивать или совершать квантовый скачок с одной орбиты на другую, согласно принципу неопределенности Гейзенберга.

Как же это им удается? Есть «частицы — носители энергии», или фотоны; они переносят энергию, помогая электронам занять оптимальную оболочку. Фотоны отвечают за электромагнитное взаимодействие. Таким образом, энергия (информация) передается посредством электромагнитного взаимодействия фотонов с электронами, в результате чего происходит смена внешних качеств или энергетической/информационной сигнатуры частицы, в пределах которой находится электрон.

Такое взаимодействие происходит двумя способами: фотоны воздействуют на электроны «внутри» атома, в результате чего электрон «привязывается» к ядру атома; фотоны воздействуют на электроны «между» атомами, в результате чего атомы притягиваются. Все это происходит на фоне электромагнитных волн и полей. Частицы энергии, которые несут эти электромагнитные волны, называются квантами. Таким образом, фотон — это электромагнитная волна, несущая один квант энергии, «ведущая себя как частица и как волна, в зависимости от предмета исследования»[45].

Следующая часть головоломки — понять спин частицы. Это напоминает то, как Земля вращается вокруг своей оси, и называется «внутренним моментом количества движения», в котором частица вертится, как было запланировано. Фотоны тоже вращаются, но немного по-другому. Фотон вращается в зависимости от направления своего движения. Невозможно изменить один из этих компонентов, не изменив другой. Так как фотоны вращаются со скоростью света, они могут вращаться только вправо или только влево — вперед и назад.