Nieuw type verstrengeling maakt 'teleportatie in de tijd' mogelijk, zeggen natuurkundigen

Verstrengeling is het vreemde kwantumfenomeen waarbij twee of meer deeltjes zo diep met elkaar verbonden raken dat ze hetzelfde bestaan ​​delen.

Dat leidt tot een aantal contra-intuïtieve effecten, met name wanneer twee verstrengelde deeltjes ver uit elkaar raken. Als dat gebeurt, heeft een meting op de ene onmiddellijk invloed op de andere, ongeacht de afstand ertussen. Deze spookachtige actie-op-afstand heeft ingrijpende gevolgen voor de aard van de werkelijkheid, maar een duidelijk begrip ervan ontgaat natuurkundigen nog steeds.

Vandaag hebben ze iets anders om over te puzzelen. Jay Olson en Timothy Ralph van de Universiteit van Queensland in Australië zeggen dat ze een nieuw type verstrengeling hebben ontdekt die zich niet door de ruimte maar door de tijd uitstrekt.

Ze beginnen met na te denken over een vereenvoudigd universum dat bestaat uit één dimensie van ruimte en één van tijd.

Het is gemakkelijk om dit universum in een vlak uit te zetten waarbij de x-as overeenkomt met een ruimtelijke dimensie en de y-as overeenkomt met de tijd.

Als je je het heden voorstelt als de oorsprong van deze grafiek, dan vormt de toekomst (dwz de ruimte die je met subluminale snelheden kunt bereiken) een wig die symmetrisch is om de y-as. Je verleden (dwz de ruimte waaruit je met subluminale snelheden had kunnen komen) is een spiegelbeeld van deze wig die wordt weerspiegeld in de x-as.

Wanneer twee deeltjes aanwezig zijn, beide op de x-as, zullen hun wiggen elkaar in de toekomst en in het verleden overlappen. Dit heeft een eenvoudige betekenis: deze deeltjes hadden in het verleden interactie kunnen hebben en zouden dit in de toekomst opnieuw kunnen doen, maar alleen in de gebieden die elkaar overlappen.

Conventionele verstrengeling gaat letterlijk over deze wereld. Het werkt langs de x-as en verbindt deeltjes onmiddellijk in de tijd en in strijd met de grenzen van deze wiggen.

Wat Olson en Ralph laten zien, is dat verstrengeling net zo goed langs de y-as kan werken. Met andere woorden, verstrengeling zit zo diep verweven in het heelal dat een meting in het verleden automatisch invloed heeft op de toekomst.

Dat klinkt misschien als een waarheid. Is dit niet hoe het universum werkt, hoor ik je zeggen. Maar dit is geen gewone oorzaak en gevolg; er zijn enkele interessante subtiliteiten aan dit fenomeen.

Om te zien hoe, stel je een experiment voor dat Ralph en Olson beschrijven waarbij een qubit de toekomst in wordt gestuurd. Het idee is dat een detector inwerkt op een qubit en vervolgens een klassiek bericht genereert waarin wordt beschreven hoe dit deeltje kan worden gedetecteerd. Dan, op een bepaald moment in de toekomst, ontvangt een andere detector op dezelfde positie in de ruimte dit bericht en voert de vereiste meting uit, waardoor de qubit wordt gereconstrueerd.

Maar er is een wending. Olson en Ralph laten zien dat de detectie van de qubit in de toekomst symmetrisch moet zijn in de tijd met zijn creatie in het verleden. Als de vorige detector om kwart voor 12.00 uur actief was, dan moet de toekomstige detector wachten om precies kwart over 12.00 uur actief te worden om verstrikking te bereiken, zeggen ze. Om die reden noemen ze dit proces teleportatie in de tijd.

Maar hoe verschilt dit van het gewone bestaan? We zijn tenslotte allemaal tijdreizigers en gaan met hetzelfde tempo de toekomst in. Wat is er speciaal aan de route van Olson en Ralph?

Het antwoord is dat de teleportatie van Olson en Ralph een kortere weg naar de toekomst biedt. Wat ze zeggen is dat het mogelijk is om naar de toekomst te reizen zonder in de tussentijd aanwezig te zijn.

Dat is een boeiend scenario dat meteen veel vragen oproept. Een van de eerste die in me opkomt, is welk voordeel we uit dit proces kunnen halen. Zou het bijvoorbeeld mogelijk zijn om kortlevende deeltjes langer te laten leven door ze naar de toekomst te teleporteren?

Dat is niet duidelijk. Het is ook niet precies duidelijk hoe een dergelijk experiment zou kunnen worden uitgevoerd. Vermoedelijk zou het niet heel anders zijn dan het type teleportatie dat tegenwoordig in laboratoria over de hele wereld wordt gedaan, als een kwestie van routine (in feite zeggen Olson en Ralph dat tijdachtige verstrengeling uitwisselbaar is met de ruimteachtige versie).

Dat betekent dat het slechts een kwestie van tijd is voordat iemand het probeert. We zullen kijken!

Referentie: arxiv.org/abs/1101.2565 : Extractie van tijdachtige verstrengeling uit het kwantumvacuüm

zich verstoppen