Квантове підслуховування та чорні діри
Квантове підслуховування можливе через горизонт подій чорної дірки — одну з найнепроникніших космічних меж, підтвердили вчені математичним шляхом. Дослідження, проведене командою фізиків на чолі з Дейном Даніелсоном з Чиказького університету, пропонує новий погляд на складні взаємини між квантовими станами та чорними дірками, виходячи з унікальних властивостей цих космічних об’єктів.
Експеримент Боба та Аліси
Уявіть, що двоє людей розділені цим екстремальним горизонтом. Уявний герой Боб виявляється всередині чорної дірки, тоді як його колега Аліса перебуває ззовні з квантовим об’єктом у стані суперпозиції — тобто, у поєднанні різних можливих станів. Найголовніше в цьому експерименті полягає в тому, що Боб має намір отримати інформацію про об’єкт Аліси без її відома.
Вразливість квантових суперпозицій
Квантові суперпозиції надзвичайно вразливі: зовнішні фактори, включаючи навіть незначні втручання або вимірювання, можуть призвести до так званої декогеренції, коли суперпозиція руйнується в одне чітке квантове стан. У результаті, якщо Аліса могла б зрозуміти, що її квантовий об’єкт зазнав впливу з боку Боба, вона б дізналася щось про події всередині горизонту подій, що суперечить сучасним теоріям гравітації.
Висновки дослідження
Дані, представлені на Глобальному саміті з фізики Американського фізичного товариства, вказують на те, що чорні діри мають здатність максимально ефективно декогерувати квантові суперпозиції в своїй околиці. За словами Даніелсона, ця властивість має два важливих наслідки. По-перше, будь-яка чорна діра викликає декогеренцію навколо. По-друге, чорні діри здатні «витягувати» максимум інформації із навколишніх квантових станів.
Подальші дослідження
Фізик Алекс Лупсака з Університету Вандербільта зазначає, що чорні діри продовжують дивувати своїм екстремальним поведінкою, а їх здатність руйнувати квантові суперпозиції своїм потужним гравітаційним полем є відправною точкою для подальших досліджень в сфері квантової гравітації. На його думку, вивчення низькоенергетичних частинок, які можуть заповнювати простір навколо чорних дір, повинно стати важливим елементом у створенні теорії, яка об’єднає квантову механіку і загальну теорію відносності.
Значення квантових ефектів чорних дір
Сем Гралла з Університету Арізони підкреслює, що розуміння квантових ефектів чорних дір є критично важливим для перевірки нових теорій квантової гравітації. Він вважає, що порівняння теоретичних прогнозів з експериментальними даними може стати шляхом до розширення наших знань про Всесвіт.
Перспективи досліджень
Даніелсон вважає, що це дослідження робить важливий крок до розуміння зв’язку між структурою простору-часу та квантовою інформацією. Він також наголошує на можливих відмінностях у взаємодії інформації, якщо Боб ховався б не в чорній дірі, а всередині звичайної матерії. Це свідчить про те, що структура простору-часу може бути не основою, а наслідком законів, які керують квантовою інформацією.
Висновок
Отже, дані, отримані в цьому дослідженні, можуть відкрити нові горизонти у вивченні зв’язку між інформаційними процесами у Всесвіті та фундаментальними законами фізики. Сподіваємося, що ці знахідки допоможуть пролити світло на те, як саме можуть виникати простір і час з основних принципів теорії інформації.
