Телеграф через скрытый туннель времени ✛ ✎ ✦

Оригинал: "Quantum Entanglement without nonlocal causation in (3,2)-dimensional spacetime"
· Marco Pettini
arXiv:2311.17070 · 2023-11-26 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Квантовую запутанность можно описать как обмен информацией через скрытое дополнительное время — без сверхсветовых сигналов и без отказа от причинности.

Два курьера выезжают из одного города в противоположные стороны. Через час каждый вскрывает конверт: в одном лист с надписью «плюс», в другом — «минус». Как они узнали, кому что достанется? В квантовом мире такая пара называется запутанной, и её частицы ведут себя точно так же: измерение одной мгновенно определяет состояние другой, даже если их разделяют километры.

Стандартная физика запрещает сверхсветовые сигналы, поэтому корреляции запутанных частиц считаются необъяснимыми в привычном пространстве-времени. Автор новой работы предлагает игрушечную модель: два курьера не общаются напрямую, а оба звонят в один скрытый диспетчерский пункт, расположенный во втором временном измерении. Сигнал туда идёт с конечной скоростью, но для нас, живущих в одном времени, разговор выглядит мгновенным.

Вместо скрытых переменных вводится гипотетическое субквантовое поле, которое распространяется в дополнительном временном измерении с конечной скоростью. Для описания переносящего информацию импульса используется уравнение синус-Гордона — оно описывает устойчивые волны, похожие на одиночные горбы, которые не расплываются при движении.

Модель воспроизводит стандартные корреляции для запутанной пары: если одна частица коллапсирует в состояние «плюс», вторая — в «минус». Ключевое предсказание — появление таких же корреляций между частицами из разных пар, если их детекторы находятся ближе друг к другу, чем к своим партнёрам. Это можно проверить, измерив параметр S в неравенстве Белла: для независимых частиц он должен быть не больше 2, а модель допускает до 2√2 ≈ 2.828.

Предложена схема эксперимента: два независимых источника запутанных фотонов, детекторы Алисы и Евы расположены близко друг к другу, а Боба и Тома — далеко. Если между Алисой и Евой возникнут корреляции, нарушающие неравенство Белла, это укажет на обмен информацией через дополнительное время.

Работа отличается от соседних подходов тем, что вместо дополнительных пространственных измерений или сверхсветовых сигналов использует дополнительное время. Это позволяет сохранить причинность и одновременно дать «механизм» корреляциям. Если эксперимент подтвердит гипотезу, информация получит онтологический статус, как предполагал Уилер. В противном случае будет установлен новый запрет, ограничивающий модели с дополнительным временем.

Пока это чистое знание, применений не видно. Но два курьера с конвертами — уже не просто фокус, а возможный след скрытого туннеля, через который природа передаёт сообщения быстрее, чем мы успеваем заметить.

Дополнительные временные измерения обычно избегают из-за «парадокса дедушки»: путешествия во времени могли бы позволить убить предка. Автор обходит это, предполагая, что только субквантовое поле живёт в двух временах, а частицы остаются в одном.

Учёные
Abner ShimonyAlain AspectAnton ZeilingerArtur EkertDaniel GreenbergerJohn Clauser
Понятия
временная запутанность квантовые связи квантовая корреляция корреляция нелокальность дополнительные временные измерения тест Белла гравитационная запутанность жуткое действие на расстоянии распространение информации состояния Белла дополнительное измерение игрушечная модель локальность электронные корреляции запутанные фотонные пары связь узкое место размерность инстантон