Objective funding reduction

Приближается к завершению календарный год, и наступает пора отчетности по грантам.

В одной из первых работ, выдаваемых гуглопоиском по запросу объективный коллапс без кавычек (она стоит даже выше традиционных предсказаний коллапса Федеральной Империи под тяжестью расточительного компрадорского госкапитализма), сотрудник физического факультета МГУ А.В.Белинский закрывает свою творческую задолженность по гранту РФФИ №18–01–00598А самым простым способом: критикой музыкального репертуара вечеринки друзей Вигнера.

Излишне подчеркивать, что в критикуемой работе Белинский понял мало — быть может, он просто торопился в отпуск или на лекцию, и у него не нашлось времени развеять тени сомнения надстройки в квантовомеханическом базисе за пределами светового конуса фонаря у входа в НПО “Астофизика”.

Однако мы не столь стеснены и попробуем детальнее разобраться в продвинутом шестифотонном эксперименте по проверке локальной независимости фактов от мнения наблюдателя. (Краткий обзор первой версии статьи читайте здесь.)

Если вывести это амбициозное название из-под карантина квантового мистицизма, опыт прогнозируемо сведется к проверке справедливости неравенства белловского типа, CHSH (Клаузера-Хорна-Симони-Хольта), в предположении, что измеряемые величины принимают значения в диапазоне от -1 до 1.

Здесь под A и В понимаются результаты измерений физического параметра (поляризации фотонов) друзьями Алисы и Боба (индекс 0) или самой сладкой парочкой (индекс 1). Как и в базовой схеме мысленного эксперимента Вигнера, эти результаты могут оказаться несовместны. Выявляется это оценкой профиля распределения вероятности для всех четырех комбинаций индексов. Недавняя работа Реннера и Фраухигер, однако, подняла более важный вопрос: можно ли выбрать общий базис измерений так, чтобы однозначно доказать независимость данных опыта от позиции наблюдателя, то есть так, что результаты измерений всех наблюдателей будут согласованы? Или же в “матрешке Вигнера” спрятаны черепахи до самого низа?

На схеме эксперимента неклассическую интерференцию вносят поляризующий разделитель луча вместе с пластинками в половину волны или четверть волны:

Если он активен, выполняется измерение, дающее результаты с индексом 1. Если же разделитель убрать, нам, как и Вигнеру после его независимо проведенного опыта, становятся доступны результаты, зарегистрированные “друзьями Вигнера”, с индексом 0.

Сам Вигнер полагал, что расхождение с результатами Друга невозможно, поскольку наделенные сознанием наблюдатели не способны к суперпозиции. И действительно, теорема о запрете самореференции, сформулированная Реннером и Фраухигер, требует от наблюдателя активных действий по предсказанию возможных результатов эксперимента с использованием квантовой теории. Можно построить случай, когда, помимо условий локальности и свободы воли, оказывается невозможным соблюсти даже распределение значений по скрытым переменным так, чтобы выводы наблюдателей согласовывались между собой. Следовательно, эта теорема не требует строгой локальности.

Но в шестифотонном эксперименте, обсуждаемом здесь, проверяется упрощенная версия теоремы о запрете, где от наблюдателей просят лишь провести измерения и записать результат. Как отмечают авторы, недостаток объективности — не следствие чьего-то предубеждения, он выявляется при сравнении зарегистрированных фактов, а принципиального различия между биологической памятью на макроуровне и электронно-оптической на микроуровне квантовая механика не делает.

Для наблюдателей, ускоренных до релятивистской скорости (“близнецов Вигнера”), вышеприведенные рассуждения молчаливо подразумевают, что Вигнер (Алиса, Боб) и его (их) друзья находятся в инерциальной системе отсчета, и справедлива теорема о запрете в формулировке Брукнера: наблюдения Вигнера или его друзей не могут служить локально объективными описаниями эксперимента.

Как показано в недавней статье Йена Дарэма, это эквивалентно предположению о возможности непосредственного наблюдения ими массивных частиц излучения Унру (сравните с фокусом Штюкельберга), что, похоже, невозможно: такой эффект Унру нельзя пронаблюдать, не изменив систему отсчета, и именно воздействие ускоренного массивного поля Клейна-Гордона усиливает флуктуации нулевой точки до термодинамически значимого уровня (звуковые аналоги запутанных виртуальных пар получены при температуре Хокинга 0.35 нК).

Впрочем, даже если бы теорема Брукнера о запрете для этого случая не нарушалась присутствием риндлеровского горизонта, выводы о присутствии экспериментальной установки друзей все равно можно сделать, поскольку экранирования массы горизонтом не происходит. Итак, Вигнер (Алиса и Боб) способны понять, существуют ли их друзья за горизонтом, но не могут проверить справедливость результатов Вигнера и друзей.

Похоже, что требование о существовании независимых от мнения наблюдателя фактов почти автоматически делает некоторые (неважно какие) из этих фактов непознаваемыми. И более того, закрыть все “уязвимости” и обходные пути в схемах экспериментов Белла и Белла-Вигнера оказывается тем сложнее, чем полнее эти схемы изучаются.

Хотя можно и не напрягаться, а заключить следом за А.В.Белинским:

… даже не вникая в тонкости эксперимента и особенности неравенства Белла типа CHSH, можно заключить, что отрицание существования объективной реальности не может быть доказано на основании парадокса друзей Вигнера.

Чтобы прийти к такому выводу, Белинскому достаточно мысленного эксперимента:

Но что, если коллапс происходит до измерения Алисы и Боба? В полном соответствии с ”no communication theorem” ничего не должно измениться, иначе у них с друзьями установится мгновенный сверхсветовой канал связи.

Легко (при внимательном прочтении исходной статьи) заметить, что про эту “уязвимость локальности” авторы помнят и стремятся закрыть: в идеале сигнальные события на вспомогательных гейтах должны быть разделены пространственноподобным интервалом с событиями выбора настроек Алисой и Бобом, а эти последние, в свою очередь, отделены пространственноподобным интервалом от событий регистрации результатов эксперимента на стороне Друзей.

Максимальная вероятность нарушения неравенства CHSH в эксперименте достигается при повороте фотонной пары на угол 7π/16 с помощью полуволновой пластинки. Исследовалось 64 возможных варианта настроек, и на протяжении 360 часов эксперимента получено 1794 шестифотонных совпадения.

Распределение их вероятности дает S = 2.416 ± 0.075, что соответствует нарушению неравенства CHSH на уровне более 5σ. Похоже, что “единственно истинные” факты доступны только Универсальному Наблюдателю глобальной волновой функции — в многомировой или каузальной интерпретации.

Это как будто бы позволяет исключить альтернативные интерпретации, связанные с коллапсом волновой функции и гранта РФФИ на следующий учебный год, но ставит перед исследователями с физического факультета МГУ не менее сложную задачу: во всех ли мирах снято ограничение на число сроков Виктора Садовничего в должности ректора?

LoadedDice