Одна из главных загадок современной физики микромира – что произойдет с микрочастицами при попадании в черную дыру, если они связаны между собой так называемым явлением квантовой запутанности.
Квантовая запутанность – очень сложное явление микромира, которое выражается в строгой связанности между собой некоторых частиц. То есть, если частицы запутаны между собой, то чтобы не происходило с одной из них, это обязательно отражается и на второй, причем, даже когда они разнесены в пространстве за пределы любых известных взаимодействий. Если, к примеру, два фотона запутаны между собой, и при измерении спина первой частицы спиральность оказывается положительной, то спиральность второй всегда оказывается отрицательной, и наоборот.
Ученые давно ломают голову, что произойдет с такими частицами, если на их пути встанет черная дыра, которая поглощает абсолютно все – возникает неразрешимый парадокс. Профессор Сэмюэль Браунштейн и доктор Стефано Пирандола из Йоркского университета утверждают, что решили загадку.
Физики полагали, что на входе в черную дыру, чтобы не нарушать картину мира невозможным событием, должна существовать некая «огненная стена», своеобразный файервол - всеуничтожающее препятствие, не позволяющее квантово запутанным частицам попадать дальше в глубь дыры. Но что это такое физически, никто и понятия не имел, и представить даже не мог. Браунштейн и Пирандола полагают, что они эту загадку разрешили.
Они применили для решения задачи квантовую теорию информации — раздел, возникший на стыке квантовой механики и теории информации. Они предположили, что при попадании одной из запутанных частиц в дыру, за горизонт времени и событий, для сохранения термодинамического равновесия, информация кодируется на границе черной дыры и сохраняется таким образом для второй частицы. Вокруг дыры сохраняется определенный энергетический занавес вплоть до ее полного испарения и исчезновения, который содержит всю квантовую информацию и охраняет равновесие мира, гласит статья в Physical Review Letters.