Новости науки | SEclub.org
Новости науки
Все новые
Всего сообщений: 25
*
Stiven King
17 апр 2013 в 22:53
А что,у нас нет темы новости науки,как это могли допустить?!
*
Stiven King
17 апр 2013 в 22:55
Можно ли передавать информацию, не обмениваясь частицами?
Группа учёных из Саудовской Аравии и США под руководством Хатима Салиха (Hatim Salih) из Научно-технического городка имени короля Абдул-Азиз ибн Сауда утверждает, что разработала метод передачи информации между источником и получателем без обмена какими-либо физическими частицами.
«Ну вот, как обычно, сенсационности для не пожалели даже школьной программы...» — подумает читатель и будет до некоторой степени прав. Но лишь до предельно малой степени.
В сердце спроектированного прибора — множество светоделителей — устройств из призм и зеркал (несколько упрощая) с очень высокой отражающей способностью. Когда одна сторона информационного канала (Алиса) отправляет фотон через первый светоделитель, а вторая (Боб) имеет детектор прямо за этим устройством, то Боб может либо активировать детектор, либо не активировать его. Пока детектор выключен, фотон существует в суперпозиции одновременных состояний, в одном из которых он будет отражён, а в другом — пропущен через светоделитель, что позволит ему интерферировать самому с собой после отражения в двух правильно расположенных зеркалах.
Но когда детектор Боба включён, ситуация меняется: волновая функция фотона вынуждена коллапсировать, и частица должна выбирать, какое из двух состояний следует «предпочесть».
Схема обмена информацией без частиц (иллюстрация Hatim Salih et al.).
Второй светоделитель расположен там, где оба потенциальных маршрута фотона пересекаются, и за этим светоделителем у Боба тоже есть детектор. Когда относительно детектора и светоделителя правильно расположены ещё два зеркала, конфигурация этого элемента в целом начинает повторять первый, что приводит к появлению серии «петель» в форме ромба.
В итоге начинает действовать квантовый эффект Зенона, согласно которому некое метастабильное состояние распадётся тем позже, чем чаще его будут измерять с помощью приборов. В данном случае Боб может сообщить Алисе, включены ли все его детекторы, без необходимости пропускать хотя бы один фотон между собой и Алисой. Ведь если все детекторы работают, в игру вступает квантовый эффект Зенона, и волновая функция фотона постоянно коллапсирует в одно и то же состояние высокой вероятности — отражённое, заставляя фотон выдавать сигнал на один из двух выходных детекторов на стороне Алисы. Ну а если все детекторы Боба выключены, повторяемая интерференция волновой функции с самой собой приводит к активации второго из двух детекторов Алисы.
Конечно, описанная схема неидеальна. Если Боб включит только один из удалённых детекторов, находящихся в следующих элементах системы, волновая функция фотона дойдёт до состояния, когда её, скорее всего, удастся зарегистрировать на той части установки, что находится под контролем Боба, а значит, цель — обмен информацией без посылки фотона — не будет достигнута.
Чтобы снять эту проблему, исследователи использовали то, что они называют «цепным квантовым эффектом Зенона». Идея уловки в том, чтобы вторичные контуры системы светоделитель — детектор сбрасывали волновую функцию в конце каждого большого контура так, чтобы вероятность обнаружения фотона на стороне Боба хотя и не исчезала, но никогда не достигала слишком больших значений.
Как полагают учёные, бесконечное количество первичных и вторичных контуров в такой системе должно гарантировать, что фотон всегда заставит сработать правильный детектор на стороне Алисы и никогда не закончит свой путь в одном из детекторов Боба, что будет означать стопроцентно свободную от частиц связь между Алисой и Бобом.
*
Stiven King
17 апр 2013 в 22:56
На деле бесконечное количество контуров неудобно, и даже чтобы получить в 95% случаев связь, не включающую обмен частицами, потребуется, по расчётам, 50 первичных контуров и 1 000 вторичных, что по-прежнему не слишком практично для канала связи.
Поэтому физики разработали более элегантную схему с одним первичным и одним вторичным контуром, использующими суперпозиции поляризаций и при помощи точного компенсирующего тайминга создающими тот же эффект, как если бы контуров в аппарате было много. При текущем уровне лабораторной техники, по словам исследователей, успешной связи без помощи частиц-посредников таким методом можно достичь в среднем в 70–80% случаев.
Теоретически это успех. В самом деле, всё выглядит так, как будто таким образом можно реализовать хотя и не слишком надёжную (70–80%), но практически не перехватываемую связь для спецканалов. Действительно, как перехватить сообщение, когда оно не переносится никаким носителем? В то же время система в существующем виде сложна, и о широком её применении (скажем, коммерческом) говорить пока не приходится.
Хатим Салих также указывает на интересный вопрос: если физические частицы не переносят информацию между отправителем и получателем, то кто же тогда это делает? В принципе, можно сказать, что во всех реализуемых вариантах такой схемы сохраняется вероятность передачи фотона от одной стороны к другой. Но стоит ли уверенно утверждать, что информацию можно предавать одной только вероятностью передачи частицы?..
Отчёт об исследовании принят к публикации в журнале Physical Review Letters
17 апр 2013 в 22:56 / Stiven King (1)
*
ImIeee
20 апр 2013 в 20:31
В этой теме, похоже, так и будут 3 сообщения. :-(
*
Искатель
25 май 2013 в 13:02
ImIeee: В этой теме, похоже, так и будут 3 сообщения. :-(… Подробнее
4
*
SEMonk
25 май 2013 в 13:22
Интерестная новость безусловно,но для простых обывателей могли бы попрощё описание добавить.
*
Stiven King
25 май 2013 в 22:13
НЕСИНГУЛЯРНЫЕ ЧЁРНЫЕ ДЫРЫ

Основную модель черных дыр можно резюмировать одним выражением: гравитация побеждает. Первопричиной всех крошечных первичных черных дыр звездной массы (примерно как масса Солнца) или сверхмассивных черных дыр является гравитация. Сожмите достаточно массы в небольшой объем, а всё остальное сделает гравитация:).

Проблема в том (по крайней мере, в соответствии с Общей Теорией Относительности), что гравитация достаточно хорошо справляется со своей работой. Как только материя попадает в черную дыру, она уже больше не может сопротивляться действию силы тяжести. В результате, все в черной дыре сжимается до точки нулевого объема и бесконечной плотности, известной как сингулярность.

Сингулярности в черных дырах давно пугают ученых, изучающих гравитацию. Они вызывают ряд проблем, не последней из которых является то, что законы физики, так как мы их себе представляем, перестают действовать вблизи сингулярности. В результате, понадобилось очень много исследований, чтобы устранить эти особенности наших теоретических моделей.

Один простой способ обойти сингулярности - просто игнорировать их:). Когда образуются черные дыры, они становятся заложниками горизонта событий. Горизонт событий черной дыры является своего рода ловушкой. Материя и энергия могут падать в черную дыру, но все, что пересекает горизонт событий навсегда застревает внутри. Из-за этой особенности горизонта событий мы не можем напрямую наблюдать его со стороны. Сингулярности надежно скрыты от посторонних глаз. Роджер Пенроуз зашел так далеко, что даже предложил гипотезу космической цензуры, которая утверждает, что каждая сингулярность должна быть заключена в горизонт событий, который скрывает её от Вселенной.

Но эта гипотеза никогда не сможет быть доказана из-за целого ряда контр-примеров (известных как голые сингулярности), которые были найдены. Казалось бы, то, что просто прячет от нас сингулярности, не решает проблемы. Другой подход к проблеме - это, в первую очередь, нахождение механизма, с помощью которого сингулярности никогда не смогут образоваться.

Большая часть усилий в этой области были приложена для нахождения решения уравнений Эйнштейна для Общей Теории Относительности. Таким образом, теоретики объединили решение для черной дыры вне горизонта событий (внешнее решение) с несингулярным решением в горизонте событий (внутреннее решение).

Математически - это сшивание двух решений, каждое из которых получает несингулярную черную дыру. Эти решения демонстрируют, что несингулярные черные дыры теоретически возможны, но они ничего не говорят нам о том, как такая черная дыра могла сформироваться.
*
Stiven King
25 май 2013 в 22:13
Однако, в последнее время, Mbonye и Kazanas нашли точное решение уравнений Эйнштейна, которое не содержит никакой центральной сингулярности (DOI: 10.1103/PhysRevD.72.024016). Решение привело Mbonye и Kazanas к тому, что в черных дырах содержится экзотическая материя.

Экзотическая материя - теоретический материал с отрицательной плотностью энергии, в отличие от обычной материи, которая имеет положительную плотность энергии. Эта отрицательная плотность энергии означает, что экзотическая материя может устоять перед действием силы тяжести. Когда обычная материя сжимается под действием силы тяжести, плотность энергии увеличивается, большее сжатие даёт еще большую плотность энергии и так далее. Именно эта петля обратной связи означает, что гравитация в конечном счете побеждает. Чем сильнее сжимает гравитация, тем сложнее сжать ещё больше, пока все, что остаётся, не становится сингулярностью.

Но экзотическая материя работает по-другому. Когда гравитация сжимает экзотическую материю, плотность энергии её падает. Это означает, что гравитация не может выиграть сражение, как ни пытается, и невозможно сформировать сингулярность. Mbonye и Kazanas доказали, что экзотическая материя позволяет создавать несингулярные черные дыры.

Mbonye и Kazanas не уточняют, чем является эта экзотическая материя, но из их формулировки следует, что одним из возможных кандидатов может быть темная энергия. Мы точно не знаем, что такое тёмная энергия (или вакуум Эйнштейна-Глинера), но мы знаем две вещи: она не может быть обычной материей, и она имеет отрицательную плотность энергии. Mbonye и Kazanas не доказали, что их экзотическая материя является тёмной энергией, но их работа указывает на то, что это возможно, и возможно - это одна из самых новейших тайн гравитационной астрофизики, которая могла бы помочь нам решить одну из самых старых...
*
Stiven King
25 май 2013 в 22:14
Очень любопытно,особенно концовка.
*
llllllllll
25 май 2013 в 22:27
Stiven King: Очень любопытно,особенно концовка.… Подробнее
Сам с собой "разговариваешь" ? Смысл нескольких новостей в одной теме ? Как это обсуждать, разбирать и т.д. Небудет ли словесная кашица ?
*
Stiven King
25 май 2013 в 22:55
Смысл в том что в ленте такого не бывает.
*
Eisbrecher
16 июн 2013 в 19:56
... сингулярность, экзотическая материя, темная энергия, темная материя и ищё черт знает что, нам подбрасывают очередную муть с которой прийдется сто лет разбираться, лучше бы халявную энергию искали
Скачать тему
Для полноценного использования разделов сайта войдите или зарегистрируйтесь.
Культура, Наука | Обо всём | Форум | Главная
18+ © Seclub.org 2003-2016