6.12 Pagkakabuhol na Kuwantum

Home ／ Kabanata 6: Larangan ng Kuwantum (V5.05)

I. Mga pinagmamasdang katotohanan (mga penomenon)

• Malakas na ugnayan na sumusunod sa napiling batayan ng pagsukat: Isang pares ng mga partikulo (o photon) na nagmula sa iisang pangyayaring pisikal ay ipinapadala sa dalawang malayong lokasyon at sinusukat nang hiwalay sa magkaparehong uri ng nababaligtad o naipipihit na batayan (halimbawa, anggulo ng polarisasyon, direksiyon ng spin, o batayang landas). Kapag ipinagpares ang mga tala, ang lakas ng ugnayan ay nagbabago ayon sa anggulong relatibo ng dalawang batayan sa isang nakatakdang tuntunin—lampas sa anumang paliwanag na bawat partikulo ay may “naimbak nang tiyak na halaga.”
• Tumatagal kahit malayo, ngunit nananatiling sapalaran ang isang panig: Kapag tiniyak ang sapat na paghihiwalay sa espasyo at oras, at mahigpit ang bintana ng oras, ang marginal na distribusyon sa alinmang panig ay nananatiling pantay at sapalaran. Lumilitaw lamang ang ugnayan kapag pinagpares ang mga tala mula sa magkabilang panig.
• Naantalang pagpili / pangbura-kuwantum: Maaaring magsukat muna at saka magpasya kung itatabi ang “impormasyong landas” o ang “pattern ng interperensiya.” Kapag binalangkas muli ang nakuhang datos ayon sa huling pasya, lumilitaw o nawawala ang kaukulang pattern; bukod dito, walang nakikitang naipapadalang senyal o pagbaligtad ng sanhi at bunga.
• Pagpapalit ng pagkakabuhol: Gumawa muna ng dalawang pares. Isagawa sa estasyong gitna ang pinagsamang operasyon sa “dalawang partikulong nasa gitna,” at gamitin ang kinalabasan doon upang muling ayusin ang makasaysayang datos sa malalayong dulo. Makikita ang bagong ugnayang hindi klasiko sa pagitan ng dalawang malayong partikulo.

Sa kabuuan, ipinapahiwatig nito na ang ugnayan sa pagkakabuhol ay hindi isang prosesong “nagpadala si A, tumanggap si B.” Sa halip, ito ay paglitaw sa istadistika ng iisang hanay ng magkasanib na mga paghihigpit na sabay na gumaganap sa magkabilang dulo.

II. Mekanismong pisikal

1. Pagbuo: Ang pangyayaring may iisang pinagmulan ay nagtatatag ng “istrukturang magkasanib na parang tensor” na tumatawid sa mga dominyo
   Umuusbong ang mga pares na nakakabuhol mula sa iisang pangyayaring pisikal (halimbawa, hindi-linyar na down-conversion, sunod-sunod na pagbuga, o paglikha ng pares sa banggaan). Sa pananaw ng Teorya ng Sinulid ng Enerhiya (EFT), ang pangyayaring ito ay nag-uukit sa “dagat ng enerhiya” ng istrukturang magkasanib na parang tensor na umaabot sa dalawang lokasyon:
   • Hindi ito daluyan ng enerhiya o impormasyon, kundi hanay ng magkasanib na paghihigpit at mga ugnayang pang-pagpapanatili sa nasusukat na mga antas ng kalayaan (halimbawa, pagpapanatili ng kabuuang sandaling-pagikot, nakapirming diperensiya ng yugto / parity).
   • Tinutukoy ng istrukturang ito ang hanay ng mga kinalabasang sabay-na-maaaring mangyari sa magkabilang panig, ngunit hindi nito itinatakda ang tiyak na kinalabasan ng isang panig lamang.
2. Paghiwalay at pagdadala: Sumusunod ang istruktura sa sistema ngunit hindi maisesenyales
   Habang naghihiwalay ang dalawang partikulo, patuloy na ipinapataw ng istrukturang magkasanib ang mga paghihigpit sa kanilang pinagsamang kinalabasan. Gayunman, hindi nagbabago ang marginal na distribusyon ng bawat panig, kaya’t hindi maaaring magkodigo o maghatid ng kahit anong mensahe. Walang kadena ng sanhi na “nag-utos ang isang panig sa kabila.”
3. Pagsukat: Ang lokal na pag-uugnay ay nagpapakitid sa sabayang maaring-mangyari na hanay
   Ang pagsukat ay isang malakas na lokal na pag-uugnay: ang napiling batayan ng aparato ay naitatak sa lokal na kondisyon sa hangganan, kaya pumapasok ang kinalabasang lokal sa hanay-eigen ng batayang iyon. Dahil umiiral na ang magkasanib na paghihigpit, ang hakbang na ito ay nagpapakitid sa pandaigdigang hanay ng sabayang maaaring mangyari tungo sa sangang tugma sa lokal na pagpili; kaya’t ang mga kinalabasang pinahihintulutan pa sa malayong panig ay nalilimitahan din.
   Mahahalagang punto:
   • Nanatiling sapalaran ang isang panig (hindi nagbabago ang marginal na distribusyon), kaya imposibleng makapagdala ng senyal na higit sa bilis ng liwanag.
   • Tanging istadistikang pinagpares ang naglalantad ng lakas ng ugnayang lampas-klasiko.
4. Naantalang pagpili at pangbura-kuwantum: Ipinapakita ng pag-uuring huli ang napiling mukha
   Ang “pagtatabi ng landas” at ang “pagtatabi ng interperensiya” ay tumutumbas sa magkaibang lokal na kondisyon sa hangganan. Ang desisyong pagkaraan kung paano pag-uuring muli ang dati nang datos ay katumbas ng pagpili kung aling mukha ng istrukturang magkasanib ang ipalalantad; sapagkat hindi nagbabago ang mga marginal, walang pagbaligtad ng sanhi at bunga o naipapadalang senyal.
5. Pagpapalit ng pagkakabuhol: Muling pagsasaayos ng istrukturang magkasanib
   Ang pinagsamang operasyon sa estasyong gitna ay muling umaayos sa dalawang orihinal na lokal na istruktura tungo sa bagong istruktura na sumasaklaw sa malalayong dulo. Kapag ginamit ang kinalabasan sa gitna bilang susi ng pag-uuri, lumilitaw ang magkasanib na paghihigpit sa makasaysayang datos ng magkabilang dulo—ngunit walang senyal na naipasa sa pagitan nila.
6. Dekohirens: Pagkasira at pagkupas ng istruktura
   Kapag ang alinmang panig ay malakas at walang-ayong nakaugnay sa kapaligiran bago sumailalim sa pagsukat, nasisira ang istrukturang magkasanib at hindi na gumagana ang mga paghihigpit; bumabalik ang istadistikang pinagpares sa klasikal na pagkakatugma. Ipinaliliwanag nito ang pagiging marupok ng pagkakabuhol at ang pagiging sensitibo nito sa ingay, distansiya, at daluyan.
7. Hangganan laban sa mga interaksiyong nagpapalaganap
   Dapat pag-ibahin ang:
   • Mga kagulungang nagpapalaganap (mga paketeng-alon na naipapasa punto-sa-punto sa loob ng daluyan), na sumusunod sa lokal na kadena ng sanhi at nalilimitahan ng hangganan ng pagpapalaganap (madalas na iniuugnay sa bilis ng liwanag); at
   • Sabayang pag-iral na pang-istruktura (magkasanib na paghihigpit na totoo sa kabuuan), na hindi sangkot ang pagdadala ng enerhiya o impormasyon sa distansiya at kaya hindi saklaw ng hangganan ng pagpapalaganap.
     Nabibilang ang pagkakabuhol sa ikalawa: pagpapakitang istadistika ito ng magkasanib na paghihigpit, hindi ito senyal na mas-mabilis-kaysa-liwanag.

III. Analohiyang makroskala: Magkasanib na paghihigpit → magkakaugnay na oryentasyon

Sa sukat na daan-daan hanggang libu-libong megaparsec, ang mga quasar sa iisang hibla ng kosmikong sapot ay madalas na nagpapakita ng pangkat-pangkat na paglalaan ng mga anggulo ng polarisasyon at mga aksis ng jet. Sa pananaw ng Teorya ng Sinulid ng Enerhiya, ang ganitong mga hibla ay mga koridor na parang tensor na anisotropiko na may pangunahing aksis na “mababang hadlang—madaling daloy.” Ang mga aktibong nukleyus sa loob ng koridor ay mas madaling naikakandado ang yugto sa naturang aksis sa pamamagitan ng malapit-nukleyar na magnetisadong agos at mga sapin ng pagsasabog; kaya, ang mga malalayong pinagmumulan na nasa iisang hibla ay nagpapakita ng magkakatulad na anggulo ng polarisasyon at direksiyon ng jet. Walang komunikasyong malayuan dito—naroon lamang ang magkasanib na paghihigpit sa pinagmulan, iisang aksis na parang tensor na sabay na umaapekto sa maraming pinagmumulan.
Maaaring subukang palatandaan ang: mas malakas na pag-uumpol ng anggulo ng polarisasyon sa mga pinagmumulang nasa iisang hibla; pag-asa sa kapaligiran (mas maliwanag kung mas “malakas” ang hibla); mas matatag na direksiyon kaysa sa inaasahan mula sa sapalarang larangan; at pagkakahanay kasama ng shear mula sa mahinang pag-aalun-alun ng lente at mga tekstura ng polarisasyon ng alikabok/sinkrotron sa parehong larangan.
Paglilinaw: Ang ganitong malawakang pagkakahanay ay hindi ebidensiya ng pagkakabuhol na kuwantum at hindi nagbubunsod ng paglabag na estilo-Bell; ito’y makatuwirang anino sa makroskala ng parehong ideya: “ang mga paghihigpit na pang-istruktura ay maaaring lumikha ng pagkakasabay mula sa malayo.”

IV. Buod

Maipapaliwanag ang pagkakabuhol na kuwantum bilang: itinatatag ng pangyayaring may iisang pinagmulan sa dagat ng enerhiya ang istrukturang magkasanib na parang tensor na tumatawid sa mga dominyo na naglalagay ng magkasanib na paghihigpit sa mga kinalabasang sinusukat sa magkabilang panig. Pinapakitid ng lokal na pagsukat ang sabayang maaaring-mangyari na hanay, kaya ang ugnayang lampas-klasiko ay lumilitaw sa istadistikang pinagpares, habang nananatiling sapalaran ang marginal ng isang panig at hindi magagamit sa pagpapadala ng senyal. Tumutugma ang naantalang pagpili sa paglilitaw na ginagabayan ng huling pag-uuri ng iisang istruktura, at ang pagpapalit ng pagkakabuhol ay muling pagsasaayos nito.
Sa isang pangungusap: ang pagkakabuhol ay hindi-lokal na pagsasabay dahil sa magkasanib na paghihigpit; lumilitaw ito sa istadistikang pinagpares nang hindi sinisira ang sanhi-bunga o ang hangganan ng pagpapalaganap.