विग्नर का मित्र: क्वांटम विचार प्रयोग जो लगातार भ्रमित कर रहा है - फिजिक्स वर्ल्ड

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/wigners-friend-the-quantum-thought-experiment-that-continues-to-confound-physics-world-1.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/wigners-friend-the-quantum-thought-experiment-that-continues-to-confound-physics-world-1.jpg" data-caption="क्वांटम रहस्य 1961 में यूजीन विग्नर ने कल्पना की कि एक दोस्त प्रयोगशाला में एक प्रयोग कर रहा है जबकि वह बाहर इंतजार कर रहा है। विरोधाभास यह है कि विग्नर और मित्र अलग-अलग परिणामों की भविष्यवाणी करते हैं, फिर भी दोनों सही हैं। (आईस्टॉक/फ्लोरियाना)”>

क्वांटम दुनिया उन विचार प्रयोगों के लिए उपजाऊ सामग्री प्रदान करती है जो इतने अजीब-लेकिन-सच्चे लगते हैं कि तर्क को खारिज कर देते हैं। सबसे कुख्यात में से एक है "विग्नर का दोस्त", जिसने तब से भौतिकविदों और दार्शनिकों को चुनौती दी है पहली बार कल्पना की हंगेरियन-अमेरिकी भौतिक विज्ञानी द्वारा यूजीन वाग्नेर. उन्होंने इस विचार प्रयोग को 1961 में गणितज्ञ द्वारा संपादित पुस्तक में प्रकाशित किया इरविंग गुड हकदार वैज्ञानिक अटकलें: आंशिक रूप से पके हुए विचारों का एक संकलन.

विग्नर का विचार प्रयोग श्रोडिंगर के एक चौथाई सदी पहले के कम जटिल लेकिन अधिक प्रसिद्ध विचार प्रयोग का अधिक मानवीय संस्करण है, जिसमें शामिल था एक बक्से के अंदर एक बिल्ली जिसका भाग्य एक क्वांटम घटना पर निर्भर है. बॉक्स के अंदर श्रोडिंगर की बिल्ली मृत या जीवित है, जबकि बाहर किसी के लिए, बिल्ली मृत और जीवित ही रहती है; यह "सुपरपोज़िशन" में है। विचित्र स्थिति तभी गायब हो जाती है जब बॉक्स का ढक्कन खुलता है।

विग्नर के विचार प्रयोग का सेट-अप अत्यंत सरल है। विग्नर और उसका दोस्त एक विशेष प्रयोग के परिणाम में रुचि रखते हैं, मान लीजिए कि एक क्वांटम बिट (क्विबिट) तैयार कर रहे हैं जिसका माप परिणाम या तो 0 या 1 होगा। मित्र एक प्रयोगशाला में जाता है और उपकरण स्थापित करता है, जबकि विग्नर बाहर रहता है। प्रत्येक क्वांटम औपचारिकता में पूरी तरह से पारंगत है।

विपरीत रूप से, उनकी भविष्यवाणियाँ भिन्न होती हैं। विग्नर का मित्र - प्रयोगवादी - राज्यों के सुपरपोजिशन के साथ क्वबिट तैयार करता है, और भविष्यवाणी करता है कि अंतिम स्थिति 0% संभावना के साथ 50, या 1% संभावना के साथ 50 होगी। दूसरी ओर, विग्नर अपने दोस्त से अलग-थलग है। अपने मित्र और लैब सामग्री का वर्णन करने के लिए सुपरपोज़िशन में एकल क्वांटम स्थिति का उपयोग करते हुए, विग्नर ने भविष्यवाणी की है कि सिस्टम 100% संभावना के साथ सुपरपोज़िशन में रहेगा।

विग्नर इस भविष्यवाणी को कायम रखता है, भले ही उसे विश्वास हो कि उसके मित्र ने प्रयोग समाप्त कर दिया है। क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, विग्नर मित्र को प्रयोगशाला की बाकी सामग्री से अलग नहीं कर सकता है। इसलिए मित्र की क्वांटम स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए विग्नर को अपने मित्र से पूछना चाहिए। तो सही उत्तर किसके पास है: विग्नर या उसका दोस्त?

दोनों सही हैं

उत्तर यह है कि दोनों संभावनाएँ सही हैं - प्रत्येक व्यक्ति के दृष्टिकोण से। गणित के उनके दो सही उपयोग अलग-अलग भविष्यवाणियां देते हैं: विग्नर भविष्यवाणी करता है कि राज्य 100% सुपरपोजिशन में है, जबकि मित्र भविष्यवाणी करता है कि क्वबिट का माप परिणाम या तो 1 या 0 है। अनिवार्य रूप से, विग्नर का विचार प्रयोग कहता है कि जो सच है वह इस पर निर्भर करता है जहां आप खड़े हैं।

लेकिन अगर हम मान लें कि संभावनाएं समान "तथ्यों के सेट" का वर्णन करती हैं - और कुछ ऐसा है जो हर किसी के दृष्टिकोण से सच है - तो ये भविष्यवाणियां विरोधाभास में हैं। स्वयं विग्नर और उनका अनुसरण करने वाले कई लोगों ने इसे विरोधाभासी माना कि क्वांटम औपचारिकता एक ही स्थिति के लिए दो अलग-अलग भविष्यवाणियाँ देती है। उनका मानना ​​था कि निष्पक्षता के लिए आवश्यक है कि पर्यवेक्षकों को अपनी स्थिति की परवाह किए बिना तथ्यों को उसी तरह चित्रित करना चाहिए।

हालाँकि, जो बात इस परिदृश्य को विरोधाभासी बनाती है, वह छिपी हुई शास्त्रीय मान्यताओं पर इसकी निर्भरता है। एक धारणा यह है कि विग्नर सही है और उसका दोस्त गलत है (या इसके विपरीत) क्योंकि दोनों अंततः दोस्त के क्वबिट माप के परिणाम का मॉडलिंग कर रहे हैं। लेकिन मान लीजिए कि उनकी अलग-अलग भविष्यवाणियों का मतलब है कि दोनों अलग-अलग प्रणालियों का मॉडल तैयार कर रहे हैं। विग्नर फ्रेंड-क्विबिट-लैब वातावरण का मॉडलिंग कर रहा है, जबकि उसका दोस्त सिर्फ क्विबिट का मॉडल तैयार कर रहा है।

शास्त्रीय स्थिति में, सिक्के के उछाल के परिणाम की भविष्यवाणी करने के लिए विग्नर और मित्र के पास समान संभावनाएँ हो सकती हैं। यहां तक ​​कि अगर विग्नर, मान लीजिए, पर्दे के पीछे खड़ा होता, तो उसे सिक्का उछालने वाले दोस्त को सुपरपोज़िशन में होने के रूप में नहीं मानना ​​पड़ता। हालाँकि, क्वांटम स्थिति में, विग्नर केवल सिक्के के लिए संभावनाओं को अलग और अलग नहीं कर सकता है। विग्नर के लिए कोई "सिक्का" भी नहीं हो सकता है - वस्तुओं से भरे कमरे में दूसरों के अलावा एक भी चीज़ नहीं है।

लेकिन वापस विग्नर के विचार प्रयोग पर। क्या होता है जब प्रयोगशाला का दरवाजा खुलता है और विग्नर और मित्र अपनी भविष्यवाणियों के बारे में बात कर सकते हैं? दोनों असहमत थे लेकिन अब ऐसा लग रहा है कि वे क्विट की अंतिम स्थिति पर सहमत हैं। ऐसा लगता है कि एक ही स्थिति के उनके पहले के असंगत विवरण एक में परिवर्तित हो गए हैं।

हालाँकि, ऐसा नहीं होता है। बल्कि, विग्नर की नई जानकारी उनकी प्रारंभिक भविष्यवाणी को अस्वीकार नहीं करती है। क्वांटम औपचारिकता इंगित करती है कि विग्नर और मित्र के पास मामलों की दो अलग-अलग स्थितियों के लिए लगातार विवरण थे। यह तभी विरोधाभासी लगता है जब हम अपने अंतर्ज्ञान के आगे झुक जाते हैं और मान लेते हैं कि यह विग्नर और मित्र के लिए हमेशा एक ही प्रणाली थी।

जिस पल का बेसब्री से इंतजार किया जाता है, जब विग्नर और उसका दोस्त अपने निष्कर्ष साझा करते हैं, तो यह विरोधाभास का समाधान नहीं है, बल्कि यह है कि विरोधाभासी स्थिति पहले ही समाप्त हो जाने के बाद क्या होता है। विग्नर के पास अपनी सही औपचारिकता थी और मित्र के पास अपनी।

विग्नर और उनका अनुसरण करने वालों में से कई लोग इस तथ्य से परेशान थे कि एक ही प्रयोग पर एक ही तरीकों का उपयोग करने वाले दो लोग दो सही विवरणों पर पहुंच सकते हैं, जो इस बात पर निर्भर करता है कि उनमें से कोई प्रयोगशाला के अंदर था या बाहर। हमारा शास्त्रीय अंतर्ज्ञान यह है कि प्रणाली सभी के लिए समान है। क्वांटम यांत्रिकी हमें यह सोचने के लिए प्रेरित करती है कि हमारे पास बिना किसी असंगति के अलग-अलग सिस्टम हो सकते हैं या हमारे सभी विवरणों को समान बनाने की आवश्यकता के बिना वस्तुनिष्ठ हो सकते हैं।

महत्वपूर्ण बिंदु

क्वांटम सूचना सिद्धांतकारों ने जानकारी साझा करते समय हमारे द्वारा बनाई गई भौतिक धारणाओं की संभाव्यता का परीक्षण करने के लिए विग्नर के मित्र को विचार प्रयोगों के एक शक्तिशाली सेट में बदल दिया है। इनमें विस्तृत विचार प्रयोग शामिल हैं अनेक प्रयोगशालाओं में अनेक प्रतिभागी, दोस्तों के बीच उलझी हुई क्वांटम स्थितियाँ और वास्तविक जीवन में उलझे हुए फोटॉन प्रयोग हमारी शास्त्रीय धारणाएँ क्या हैं, उन्हें ख़त्म करने के लिए।

क्या रास्ते में कोई कांटा है, शास्त्रीय या क्वांटम? शास्त्रीय व्याख्या के साथ बने रहने के लिए जो कहती है कि विग्नर के मित्र में एक स्थिति के दो असंगत विवरण शामिल हैं, विरोधाभास पैदा करते हैं। क्वांटम परिप्रेक्ष्य का तात्पर्य है कि मामलों की दो अलग-अलग स्थितियों का वर्णन है। पहला सहज है, लेकिन विरोधाभास में समाप्त होता है, दूसरा कम सहज है, लेकिन सुसंगत है। क्वांटम मित्रता का अर्थ है कभी यह न कहना कि औपचारिकता के उपयोग के लिए आपको खेद है।

रॉबर्ट पी क्रीज एक प्रोफेसर हैं (पूर्ण जीवनी के लिए नीचे दिए गए लिंक पर क्लिक करें), जेनिफर कार्टर एक व्याख्याता है और गीनो एलिया वह अमेरिका के स्टोनी ब्रुक विश्वविद्यालय के दर्शनशास्त्र विभाग में पीएचडी छात्र हैं।

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/wigners-friend-the-quantum-thought-experiment-that-continues-to-confound/