Квантовый объект и измерение

Согласно современным представлениям, до процесса измерения объект находится в чистом состоянии, которое благодаря его волновой функции обладает ярко выраженными интерференционными возможностями. Взаимодействуя с прибором, который состоит из мириад частиц, квантовый объект «запутывается» с ними и теряет свои ярко выраженные интерференционные возможности. Квантовый объект становится частью смешанного состояния. Можно выразиться по-другому: объект перешел из чистого состояния в смешанное, которое описывается не волновой функцией, а матрицей плотности. Таким образом, с квантовым объектом произошли определенные преобразования.

Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена

Предположим, что два квантовых объекта после взаимодействия друг с другом разлетелись на большое расстояние. Допустим, речь идет о параметре, который сохраняется во взаимодействии, например о спине. Измерение одного параметра равносильно измерению и другого параметра, ибо он легко вычисляется. Выходит, что взаимодействие передается от одной частицы к другой с бесконечно большой скоростью, что противоречит концепции близкодействия. Вывод: вопреки широко распространенной интерпретации содержания квантовой механики параметры не создаются во время процесса измерения, они существуют до него и не обладают вероятностной природой.

Речь идет о парадоксе Эйнштейна — Подольского — Розена, который три автора сформулировали в 1935 г. Лишь в 1980 г. были осуществлены эксперименты, которые убедительно подтвердили вероятностную природу квантовых параметров. Квантовый объект не обладает такими параметрами, их называют скрытыми переменными, которые обладают четко заданным значением. С другой стороны, несмотря на вероятностную природу параметров они подчиняются закону сохранения. Вспомним еще раз о спине. Допустим, что суммарный спин двух взаимодействующих фотонов был равен нулю. Это означает, что в проекции на любое возможное направление спины фотонов не совпадают по направлению. Но здесь возможны две ситуации: а) спин первого фотона равен +1; в таком случае спин второго фотона равен -1; б) спин первого фотона равен -1; тогда спин второго фотона равен +1. Как же второй фотон «узнает» о результатах измерения? На этот вопрос современные физики отвечают следующим образом. Во время взаимодействия фотоны перешли в запутанное состояние. Это означает, что частицы находятся друг с другом в определенной связи, но она является не динамической, а корреляционной. Итак, в запутанном состоянии параметры действительно существуют до процесса измерения. Измерение, фиксирующее один из параметров, несет и информацию о втором параметре. Эта информация обеспечивается не передачей какого-либо сигнала, а фактом коррелятивной связи.