Сверхсветовой коммуникатор 3

Статистический квантовый коммуникатор для нелокальной передачи данных на эффектах несохранения четности

Левичев Д.Ю.
выпускник Радиофизического факультета ГГУ им. Н.И. Лобачевского 1984г.

Аннотация:
Данная статья содержит краткий критический анализ теорий о невозможности сверхсветовой коммуникации и нелокальной передачи данных и показывает их несостоятельность или неполноту. В статье предлагается теоретическое обоснование случаев, когда нелокальная передача данных и сверхсветовая коммуникация становятся возможными, а также предлагается ряд технических решений для создания сверхсветового коммуникатора, работающего на эффектах несохранения четности.

ВВЕДЕНИЕ

В тех случаях, когда из условий излучения или взаимодействия пары, или большей системы частиц, возможно определить квантовое состояние и соответствующее ему физическое свойство (например: спин, поляризация, импульс, координата или иное свойство) только в целом для всей этой системы частиц, а такое же физическое свойство и соответствующее ему квантовое состояние каждой из этих частиц в отдельности не может быть определено и описано независимо от других частиц этой системы и, таким образом, является индивидуально неопределяемым, говорят, что такие частицы, также как и соответствующее физическое свойство этих частиц, находятся в запутанном квантовом состоянии.
В случае, когда над одной из двух частиц, находящихся в запутанном квантовом состоянии, производится измерение квантово запутанного физического свойства, а точнее производится взаимодействие, приводящее к появлению у этой частицы определенного значения этого ранее запутанного физического свойства, которое в состояния квантовой запутанности было для этих частиц индивидуально неопределяемым, происходит коллапс этого запутанного квантового состояния и соответствующей ему компоненты волновой функции. При этом, на каком бы огромном расстоянии не находились эти частицы, измеряемое физическое свойство одновременно принимает полностью индивидуально определенное значение, как для частицы, над которой произведено соответствующее измерение, так и для другой частицы этой системы, не подвергшейся измерению, до этого момента находившейся в запутанном квантовом состоянии с частицей, подвергшейся измерению. Подобного рода дальнодействие принято называть нелокальностью состояния квантовой запутанности. А частицы, находящиеся в состоянии квантовой запутанности, принято также называть нелокально связанными.
В приведенном выше описании две частицы, находящиеся в запутанном квантовом состоянии, могут быть заменены двумя состоящими из частиц системами, находящимися друг с другом в запутанном квантовом состоянии по какому-либо физическому свойству.
Несмотря на существующую в теории, проверенную многочисленными экспериментами, и признаваемую научным сообществом нелокальную корреляцию измеренного у одной частицы и определяемого у второй частицы значений физического свойства, находившегося до этого измерения в состоянии квантовой запутанности для этих частиц, подавляющее большинство исследователей считает, что использование этого явления для сверхсветовой передачи информации является принципиально невозможным.


1. К ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ КРИТИКЕ СВЕРХСВЕТОВОЙ КОММУНИКАЦИИ

В обоснование выводов о невозможности сверхсветовой коммуникации и нелокальной передачи данных чаще всего приводятся довольно расплывчатые утверждения о том, подобная сверхсветовая коммуникация нарушала бы принцип причинности. Однако я не вижу здесь обязательного нарушения принципа причинности в более общей его формулировке, которая утверждает, что скорость любого взаимодействия конечна, не указывая при этом значения и существования предельной скорости взаимодействия. Не нарушает указанная гипотеза о сверхсветовой коммуникации принципа причинности и в самой общей его формулировке, утверждающей, что любые закономерности в совместном поведении взаимодействующих локально разделенных объектов, в том числе и нелокально связанных между собой, являются следствием наличия причинно-следственных связей между этими объектами, возникающих при локальных воздействиях на один из них. В случае с объектами, находящимися в состоянии квантовой запутанности, совместное их поведение, в том числе и протекающий с определенными последствиями коллапс этого состояния квантовой запутанности, вызвано локальными воздействиями на один из этих объектов, то есть такой коллапс, существенный для обеих частиц, в любом случае имеет причины и следствия. Никто не рассуждает, например, о нарушении принципа причинности при любых квантовых взаимодействиях, имеющих дело с молекулярными, атомными и субатомными размерами, хотя с точки зрения квантовых представлений многие из них происходят столь же мгновенно и нелокально, но, очевидно, вызваны определенными локальными воздействиями на один из нелокально связанных объектов, т.е. также имеют вполне определенные причины и следствия. Само существование волновой функции, говорит о том, что случайный «выбор» этим полем одного из возможных значений координаты или иного физического свойства частицей при коллапсе этой волновой функции происходит мгновенно и нелокально, и зачастую на расстояниях и объемах сопоставимых с размером Вселенной. И снова: никто не усматривает в этом нарушение принципа причинности.
Обычно исследователи признают факт вышеуказанной нелокальной корреляции между объектами, находящимися в состоянии квантовой запутанности, но нелогично отрицают наличие причинно-следственных связей между этими объектами при коллапсе состояния квантовой запутанности, наступившего в результате воздействия только на один из этих объектов. Я же полагаю, что само признание вышеуказанной нелокальной корреляции по существу уже означает признание нарушения принципа причинности в его узкой формулировке, утверждающей, что скорость света в вакууме, является предельно допустимой максимальной скоростью любого взаимодействия. Поэтому, на мой взгляд, такое утверждение о невозможности сверхсветовой коммуникации является лишь последней отчаянной попыткой исследователей «спасти» принцип причинности в его привычной узкой формулировке.
Иногда некоторые исследователи прямо или косвенно рассуждают о том, что в случае коллапса составляющей волновой функции, относящейся к состоянию квантовой запутанности, мы по существу оказываем одновременное и нелокальное воздействие на обе частицы, находящиеся в состоянии квантовой запутанности, даже если эти частицы находятся на разных концах «Вселенной». На такую трактовку следует возразить, что когда составляющая волновой функции коллапсирует в результате локального воздействия только на первую из двух таких частиц, то условия срабатывания коллапса зависят от всех состояний и всех взаимодействий только этой первой частицы. При этом для второй из этих частиц условия протекания такого коллапса зависят исключительно только от самого факта нахождения в состоянии квантовой запутанности с первой частицей и абсолютно не зависят от локальных состояний и взаимодействий второй частицы. Таким образом, вопреки указанной трактовке, причиной коллапса соответствующей составляющей волновой функции, отвечающей за состояние квантовой запутанности, остается исключительно постороннее локальное взаимодействие, происходящее с первой частицей, а следствием является коллапс соответствующей составляющей волновой функции для обеих частиц. То есть для совместного поведения этих частиц происходит обязательное нарушение принципа причинности в самой узкой его трактовке, утверждающей, что скорость взаимодействия не может превышать скорость света в вакууме. Но указанное совместное поведение этих частиц при коллапсе соответствующей составляющей волновой функции, отвечающей за состояние их квантовой запутанности, очевидно, обуславливается причинно-следственными связями, существующими между этими частицами, то есть принцип причинности, безусловно, соблюдается в его самой широкой трактовке.
Ряд исследователей даже ссылаются на «неравенства Белла» в обоснование отсутствия причинно-следственных связей между объектами, находящимися в состоянии квантовой запутанности, при коллапсе этого состояния квантовой запутанности, наступившего в результате воздействия только на один из этих объектов. Нетрудно показать, что вопреки распространенному мнению, экспериментальная проверка неравенств Белла демонстрирует нам лишь тот факт, что до коллапса состояния квантовой запутанности двух частиц не могут возникать скрытые параметры, которые определяли бы корреляцию поведения этих частиц после такого коллапса. Однако, и это всегда упускалось из вида этими исследователями, неравенства Белла не распространяются на ситуацию, когда скрытые параметры возникают в процессе или сразу после коллапса состояния квантовой запутанности, а именно сразу после измерения (взаимодействия) произведенного над первой частицей, в результате которого произошел этот коллапс, и когда первая частица уже приобрела определенное физическое свойство, которое до этого находилось в состоянии квантовой запутанности. В этом случае скрытые параметры могут возникать в процессе такого коллапса, когда первая частица «уже» приобрела определенное значение ранее запутанного физического свойства, а вторая «еще» нет. В этом случае такие скрытые параметры никак не устраняют и не отменяют предсказаний квантовой механики, и мы приходим к тем же самым коэффициентам корреляции, которые дает нам квантово-механическое описание в формулах Белла. В этом случае скрытые параметры математически говорят нам только об одном: после коллапса состояния квантовой запутанности двух частиц, вызванного измерением (взаимодействием) произведенным над первой частицей, измеряемое физическое свойство приобретает у второй частицы то же или противоположное значение к значению этого свойства появившегося у первой частицы в результате этого коллапса. А это и так уже предусмотрено существующим квантово-механическим описанием результата такого коллапса и учитывается как данность в квантово-механических коэффициентах корреляции, использованных в неравенствах Белла. И в этом случае математически несущественна скорость, с которой вторая частица «вслед» за первой приобретает определенное значение ранее запутанного физического свойства. Такая скорость может быть как конечной, так и бесконечной. Бесконечность этой скорости никоим образом не может отменить принцип причинности в его самой общей формулировке. По-существу математический вид квантово-механических коэффициентов корреляции, используемых в неравенствах Белла, опирается на два явления: во-первых, на то, что после коллапса состояния квантовой запутанности двух частиц, вызванного измерением (взаимодействием) произведенным над первой частицей, измеряемое физическое свойство приобретает у второй частицы то же или противоположное значение к значению этого свойства появившегося у первой частицы в результате этого коллапса; во-вторых, на то, что любое разовое измерение даже определенного физического свойства частицы (в рассматриваемой ситуации определившегося после взаимодействия, повлекшего коллапс состояния квантовой запутанности) является принципиально нелокальным явлением и приводит к совершенно непредсказуемому случайному результату (речь не идет о статистических закономерностях) в случаях, когда ориентация измерительной аппаратуры не совпадает с ориентацией этого свойства у измеряемой частицы.
В этой связи интересен следующий факт: если в экспериментах по проверке неравенств Белла за первым поляризатором определившем поляризацию первого фотона, что привело к коллапсу квантово запутанного состояния двух (первого и второго) фотонов, расположить по пути следования первого фотона второй поляризатор, ориентация которого совпадает с ориентацией аппаратуры (поляризатора) для регистрации второго фотона, то для распределений и коэффициентов корреляций для поляризаций первого фотона, измеряемых после второго поляризатора, мы получим математически и экспериментально те же самые распределения и коэффициенты корреляции, что и при измерении аналогичных распределений и коэффициентов корреляции для второго фотона, когда они измеряются после прохождения первого поляризатора первым фотоном. То есть в итоге получим, что результат этих измерений для первого фотона подчиняется тем же самым неравенствам Белла, что и для второго фотона. В обоих случаях коэффициенты корреляции определяются по отношению к значениям поляризации первого фотона на выходе из первого поляризатора.
Совершенно очевидно, что неравенства Белла описывают любое такое двойное измерение поляризации или спина, или иного аналогичного физического свойства, как и в предыдущем случае с двумя последовательно расположенными поляризаторами (для первого фотона), для любого ансамбля частиц с изначально равномерным распределением измеряемого физического свойства (поляризации, спина и т.п.) относительно ориентации измерительной аппаратуры, даже если эта частицы не находились в состоянии квантовой запутанности с другими частицами.
В этой связи считаю необходимым отметить, что непреходящая научная значимость неравенств Белла заключается, на мой взгляд, в первую очередь именно в такой очень наглядной демонстрации принципиальной нелокальности самого процесса измерения любого квантового свойства, в демонстрации того, что любое квантовое свойство в этом смысле является принципиально нелокальным. То есть неравенства Белла необычайно наглядно демонстрируют нам, что именно процесс измерения любого квантового свойства является по самой своей квантовой природе случайным и не может быть описан никакими скрытыми параметрами. Процесс измерения в этом рассуждении понимается в широком смысле, как появление у частицы определенного значения физического свойства в результате коллапса соответствующей компоненты волновой функции, существовавшей до участия частицы в соответствующем корпускулярном взаимодействии.
Я считаю, что давно уже следует признать, что для нелокально связанных объектов – объектов, находящихся в состоянии квантовой запутанности, принцип причинности для квантово запутанного свойства работает иначе, чем в большинстве других взаимодействий, и не связан с предельной скоростью передачи взаимодействия, или, по крайней мере, скорость света в вакууме не является такой предельной скоростью.
Что же касается «теоремы о запрете клонирования», на которую иногда ссылаются в обоснование невозможности сверхсветовой коммуникации на эффектах коллапса волновой функции состояния системы частиц, находящихся в запутанном квантовом состоянии, то здесь необходимо обратить внимание на следующие обстоятельства: во-первых, для соответствующих состояний отдельных частиц, входящих в такую систему и находящихся в запутанном квантовом состоянии, объективно определено только то, что они заведомо ортогональны или совпадают в рассматриваемых пространствах состояний, что уже делает «теорему о запрете клонирования» неприменимой к рассматриваемой ситуации; во-вторых, весьма плохо изученный процесс коллапса компоненты волновой функции, соответствующей запутанному состоянию частиц, ни в каком приближении не может быть описан с помощью действия некоторого унитарного преобразования; в-третьих, ни сам процесс квантового запутывания, ни сам процесс коллапса компоненты волновой функции, соответствующей запутанному состоянию частиц, ни в коей степени не относится к клонированию волновой функции, описываемому «теоремой о запрете клонирования».
Некоторые исследователи при обосновании невозможности сверхсветовой коммуникации ссылаются на сам вид математических формул, описывающих запутанные квантовые состояния. Так, например, для двух частиц, спины которых находятся в состоянии квантовой запутанности, синглетные состояния квантовой запутанности описываются следующей формулой для соответствующей компоненты волновой функции F0 =(1/V2)*(u+(1)*u–(2) – u–(1)*u+(2)), а триплетные состояния квантовой запутанности описываются формулой F1 =(1/V2)*(u+(1)*u–(2) + u–(1)*u+(2)). Где u+  и u– – спиновые волновые функции для, находящихся в состоянии квантовой запутанности по спинам, частицы 1 и частицы 2, представляющие соответственно проекцию спина ћ/2 и –ћ/2. Из этого вида волновых функций запутанного квантового состояния делается необоснованный вывод, что и при коллапсе состояния квантовой запутанности таких частиц, мы с вероятностью 1/2 будем иметь либо состояние u+(1)*u–(2), либо состояние u–(1)*u+(2), являющиеся независимыми равновероятными состояниями соответственно либо с u+(1) и u–(2), либо с u–(1) и u+(2), что делает абсолютно невозможной нелокальную передачу данных. Полагаю, что необоснованность и исключительная гипотетичность такого вывода очевидна, поскольку сам процесс коллапса запутанного квантового состояния специально для этого абсолютно не исследован ни экспериментально, ни даже теоретически.


2. ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Тем ни менее, все произведенные до настоящего времени эксперименты по изучению коллапса запутанных квантовых состояний до сих пор показывали соблюдение следующей закономерности, имеющей большое значение для исследуемой темы:
Пусть до проведения измерений частица «А» и частица «В» находятся в состоянии квантовой запутанности по некоторому физическому свойству «D».
Для производства измерений этого физического свойства у частицы «В» выберем любую произвольную ориентацию аппаратуры, которую будем сохранять для всех последующих измерений. Тогда независимо от того, какую ориентацию аппаратуры для производства каждого измерения мы будем выбирать для частицы «А» (обозначим в – угол между ориентацией аппаратуры, производящей измерения для частицы «А», и ориентацией аппаратуры, производящей измерения для частицы «В»), всегда выполнялась следующая закономерность: Вероятность того, что у частицы «В», не подвергшейся измерению первой, после измерения у частицы «А» этого ранее запутанного (до этого измерения над частицей «А») физического свойства, станет определенным некоторое данное значение «С» этого физического свойства, а затем это же значение «С» будет измерено для частицы «В», равна вероятности того, что в случае если частица «А» не будет подвергнута первой измерению этого физического свойства, у частицы «В» при измерении этого физического свойства, ранее (до этого измерения) находившегося в состоянии квантовой запутанности, будет обнаружено то же самое значение «С» этого физического свойства.
Для наиболее часто рассматриваемых случаев квантовой запутанности спинов двух частиц, или квантовой запутанности поляризаций двух фотонов, вышеуказанная закономерность упрощается до следующей: Вероятность измерения у частицы «В» одного из двух возможных значений проекции спина (значения «вверх», или значения «вниз»), или соответственно одного из двух возможных значений поляризации (значения «Х», или значения «У»), всегда равна 1/2 и не зависит от того, было ли до этого измерения произведено измерение такого же физического свойства у частицы «А», которое привело к коллапсу квантовой запутанности этого физического свойства.
Таким образом, все до сих пор произведенные эксперименты показывали, что на основании измерения у частицы «В» ранее (до первого измерения над частицей «А» или частицей «В») квантово запутанного физического свойства, невозможно установить следующий факт: было ли до этого измерения произведено измерение этого физического свойства у частицы «А», сопровождавшееся коллапсом запутанного квантового состояния. Следовательно, согласно данным этих ранее выполнявшихся экспериментов, невозможна передача информации, основанная на эффекте коллапса запутанного квантового состояния.
Вопрос, однако, состоит в следующем: является ли обнаруживаемая закономерность фундаментальной, как-то связанной с более общими физическими законами наподобие упомянутых «принципа причинности» или «теоремы о запрете клонирования», или же она является всего лишь следствием каких-то общих для всех выполненных экспериментов условий проведения именно этой категории экспериментов? Одной из главных задач настоящей публикации является обоснование того, что правильным является именно второе предположение.


3. ПРИЧИНЫ И СЛЕДСТВИЯ

Первой из причин обнаруживаемой закономерности, является то обстоятельство, что, в обычных условиях производившихся экспериментов, сам процесс коллапса запутанного квантового состояния является воспроизводимым и конгруэнтным (абсолютно одинаковым при полном последующем совмещении ориентаций аппаратуры) относительно соответствующей ориентации аппаратуры, производящей измерения, для обоих случаев: и для случая, когда этот коллапс происходит в результате  измерении запутанного физического свойства у частицы «В», и для случая, когда он происходит в результате  измерении запутанного физического свойства у частицы «А». Назовем эту причину – первым условием обычного (симметричного) коллапса запутанного квантового состояния. Математически эта причина выражается в описываемых условиях измерений, проиллюстрированных рисунком 1, следующим образом: РВВ(г+в;а)обычное=РАА(г;а)обычное для любых а, в и г. Жирными стрелочками на рисунке 1 обозначена ориентация аппаратуры для первичного измерения – измерения вызывающего коллапс состояния квантовой запутанности частиц «А» и «В». Простыми сплошными стрелочками обозначена ориентация аппаратуры для вторичных измерений, выполняемых после того, как произошел коллапс состояния квантовой запутанности частиц «А» и «В». Пунктирными стрелочками в левой части рисунка, представляющей измерения, выполняемые над частицей «В», обозначена ориентация аппаратуры для измерений, выполняемых над частицей «А». В формуле РВВ(г+в;а)обычное=РАА(г;а)обычное использованы следующие обозначения: а – угол, обозначающий произвольно выбранную ориентацию аппаратуры для выполнения первичных измерений над частицей «А», на рисунке 1 эта ориентация обозначена жирной стрелкой в правой части рисунка; относительно ориентации аппаратуры первичного измерения для частицы «А» отсчитываются углы г и в; в – угол, на который ориентация аппаратуры для выполнения первичных измерений над частицей «В» смещена (повернута) относительно ориентации аппаратуры для выполнений первичных измерений над частицей «А» (смотрим рисунок 1); РАА(г;а) – распределение вероятностей значений ранее запутанного физического свойства для частицы «А», измеряемых аппаратурой вторичного измерения для частицы «А», после того, как данное физическое свойство приняло определенное значение в результате коллапса запутанного квантового состояния, вызванного измерением этого физического свойства аппаратурой первичного измерения для частицы «А», при ориентации аппаратуры вторичного измерения для частицы «А» смещенной (повернутой) на заданный угол г, измеряемый относительно ориентации аппаратуры первичного измерения для частицы «А»; РВВ(г+в;а) – распределение вероятностей измеряемых значений запутанного физического свойства для частицы «В», измеряемых аппаратурой вторичного измерения для частицы «В», после того, как данное физическое свойство приняло определенное значение в результате коллапса запутанного квантового состояния, вызванного измерением этого физического свойства аппаратурой первичного измерения для частицы «В», при ориентации аппаратуры вторичного измерения для частицы «В», смещенной (повернутой) на заданный угол г+в, измеряемый относительно ориентации аппаратуры первичного измерения для частицы «А». В общем случае в трехмерном пространстве все углы являются двух-координатными. Углы, обозначаемые одинаковыми буквами, для всех распределений Р в равенствах, неравенствах и доказательствах являются равными. Символ «обычное» для распределения Р обозначает, что распределение измерено для случая соблюдения обсуждаемой закономерности в симметричных условиях, то есть когда нелокальная передача данных невозможна.
Второй из причин обнаруживаемой закономерности, является то обстоятельство, что, в условиях производившихся экспериментов, процесс, состоящий из процесса появления определенного значения физического свойства у частицы «В», вызванного коллапсом запутанного квантового состояния в результате измерения ранее (до этого измерения) запутанного физического свойства у частицы «А», и процесса последующего измерения этого физического свойства у частицы «В», по результатам получаемого распределения полностью эквивалентен процессу поворота состояния частицы «А», появившегося в результате такого коллапса, на угол (в) между ориентациями аппаратур, приводящий к условиям совмещения ориентаций аппаратуры, с последующим измерением этого физического свойства у частицы «А». Назовем эту причину – вторым условием обычного (симметричного) коллапса запутанного квантового состояния. Математически эта причина выражается в описываемых условиях измерений, описываемых ниже и проиллюстрированных рисунком 1, следующим образом: РВА(г+в;а)обычное=РАА(г;а)обычное для любых а, в и ;. Здесь РВА(г+в;;)обычное – распределение вероятностей измеряемых значений запутанного физического свойства для частицы «В», измеряемых аппаратурой вторичного измерения для частицы «В», после того, как данное физическое свойство приняло определенное значение в результате коллапса запутанного квантового состояния, вызванного измерением этого физического свойства аппаратурой первичного измерения для частицы «А», при ориентации аппаратуры вторичного измерения для частицы «В», смещенной (повернутой) на заданный угол г+в, измеряемый относительно ориентации аппаратуры первичного измерения для частицы «А». Это условие в произведенных экспериментах всегда соблюдалось, в силу одинакового типа пространственно-временной симметрии для обоих процессов измерений и одинакового типа пространственно-временной симметрии процесса коллапса запутанного квантового состояния для обеих частиц, когда этот коллапс вызван измерениями, производимыми над частицей «А».
Тогда из соблюдения первого и второго условий обычного (симметричного) коллапса запутанного квантового состояния: РВА(г+в;а)обычное=РАА(г;а)обычное (второе условие) и РВВ(г+в;а)обычное=РАА(г;а)обычное (первое условие) следует, что РВА(г+в;а)обычное=РВВ(г+в;а)обычное, то есть, при указанных обычных симметричных условиях, распределения вероятностей при вторичных измерениях для частицы «В», возникающие вследствие коллапса квантовой запутанности измеряемого свойства, оказываются одинаковыми для случая когда коллапс вызван измерениями, производимыми над частицей «А» и для случая, когда коллапс вызван измерениями, производимыми над частицей «В». Таким образом, оказывается невозможной передача информации, основанная на эффекте коллапса запутанного квантового состояния. То есть при указанных обычных симметричных условиях сверхсветовой сигнал на этом эффекте невозможен.
Заметим, что обычно исследователями выполняется более простой анализ для частного случая с г=0. В этом случае, при г=0, РВВ(г+в;а)обычное=РВВ(в;а)обычное, т.е. результат вторичного измерения совпадает с результатом первичного измерения, и РВА(г+в;а)обычное=РВА(в;а)обычное, т.е. вторичное измерение может производиться аппаратурой для первичного измерения. Тогда выполняется простое равенство РВА(в;а)обычное=РВВ(в;а)обычное, также говорящее о том, что в таких условиях сверхсветовой сигнал на этом эффекте невозможен. Однако, только двойные измерения дают нам полное описание имеющих место пространственно-временной симметрии и нелокальности процесса измерения, как и в случае с неравенствами Белла, поэтому в общем случае в доказательство следует включать двойные измерения.






Рис.1
 



4. ТЕОРЕМА О ВОЗМОЖНОСТИ СВЕРХСВЕТОВОЙ КОММУНИКАЦИИ И
НЕЛОКАЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Первый постулат теоремы: При измерении запутанного физического свойства у частицы «А» возможно существенным образом изменить (нарушить) условия пространственно-временной симметрии для коллапса запутанного квантового состояния физического свойства так, что в этом случае существенным образом изменится РАА(г;а) и появится РАА(г;а)несимметричное, которое будет существенным образом отличаться от РАА(г;а)обычное. Запишем это утверждение в виде неравенства: РАА(г;а)несимметричное;РАА(г;а)обычное, или в виде следующей системы: РАА(г;а)несимметричное=РАА(г;а)обычное+D, где D;0.
Второй постулат теоремы: Для РВА(г+в;а)несимметричное при этом также выполняются следующие условия:
либо РВА(г+в;а)несимметричное=РАА(г;а)несимметричное – условие аналогичное ранее указанному второму условию обычного коллапса запутанного квантового состояния, объясняемое одинаковым типом пространственно-временной симметрии процесса коллапса запутанного квантового состояния для обеих частиц «А» и «В» и одинаковым типом пространственно-временной симметрии для процесса измерения над частицей «А» и над частицей «В», когда этот коллапс вызван измерениями, производимыми над частицей «А», что мы будем назвать неискажающей трансляцией коллапса;
либо изменение этих симметрий не компенсирует полностью эффект соответствующего изменения РАА(г;а), что мы будем назвать некомпенсирующей трансляцией коллапса, что математически выражается следующим образом: РВА(г+в;а)несимметричное=РАА(г;а)несимметричное+G, где G;0 и G;–D
Здесь ;=РАА(г;а)несимметричное - РАА(г;а)обычное;0, что следует из первого постулата теоремы: РАА(г;а)несимметричное = РАА(г;а)обычное+D, где D;0

Тогда РВА(г+в;а)несимметричное;РВВ(г+в;а)обычное. Это и требуется доказать, поскольку это обстоятельство как раз и укажет нам на наличие факта нелокальной передачи информации, основанного на эффекте коллапса запутанного квантового состояния, то есть на наличие сверхсветового сигнала.

В принятых нами обозначениях доказательство этого факта подробнее иллюстрируется следующей последовательностью неравенств:

Для случая соблюдения аналогии второго условия обычного коллапса запутанного квантового состояния: РВА(г+в;а)несимметричное =РАА(г;а)несимметричное (неискажающая трансляция коллапса), доказательство теоремы выглядит следующим образом:
РВВ(г+в;а)обычное=РАА(г;а)обычное, это по существу является всего лишь условием воспроизводимости эксперимента (результата измерений) при перемещении аппаратуры, что очевидно всегда соблюдается, является простым следствием симметрии пространства и времени  и многократно подтверждено экспериментально;
РАА(г;а)несимметричное ; РАА(г;а)обычное – первый постулат теоремы
РВА(г+в;а)несимметричное=РАА(г;а)несимметричное – второй постулат теоремы для одинакового типа пространственно-временной симметрии коллапса – неискажающая трансляция коллапса,
тогда РВА(г+в;а)несимметричное ; РАА(г;а)обычное,
тогда РВА(г+в;а)несимметричное ; РВВ(г+в;а)обычное, что и требовалось доказать.

Для случая несоблюдения аналогии второго условия обычного коллапса запутанного квантового состояния: РВА(г+в;а)несимметричное=РАА(г;а)несимметричное+G, где G;0 и G;–D (некомпенсирующая трансляция коллапса), доказательство теоремы выглядит следующим образом:
РВВ(г+в;а)обычное=РАА(г;а)обычное – условие воспроизводимости эксперимента
РАА(г;а)несимметричное=РАА(г;а)обычное+D, где D;0 – первый постулат теоремы
РВА(г+в;а)несимметричное=РАА(г;а)несимметричное+G, где G;0 и G;–D – второй постулат теоремы – некомпенсирующая трансляция коллапса,
тогда РВА(г+в; а)несимметричное=РАА(г;а)обычное+(D+G), где D;0 и G;0 и G;–D
тогда РВА(г+в;а)несимметричное ; РВВ(г+в;а)обычное, что и требовалось доказать.
Теорема о возможности сверхсветовой коммуникации (нелокальной передачи информации) доказана.

Для наиболее часто рассматриваемых случаев квантовой запутанности спинов двух частиц, или квантовой запутанности поляризаций двух фотонов, вышеуказанный случай невозможности сверхсветовой нелокальной коммуникации и теорема о возможности сверхсветовой коммуникации и нелокальной передачи информации математически упрощаются до следующего вида:

Вероятность Р; измерения у частицы «В» одного из двух возможных значений проекции спина на выделенное измерительной аппаратурой (взаимодействующей с частицей частью аппаратуры) направление (значения «вверх», или значения «вниз»), или соответственно одного из двух возможных значений поляризации (значения «Х», или значения «У»), при измерениях в обычных симметричных условиях всегда равна 1/2. Это соблюдается и в случае если коллапс запутанного квантового состояния физического свойства вызван его измерением в обычных симметричных условиях для частицы «В», что выражается формулой Р;+ВВ(г+в;а)обычная=Р;–ВВ(г+в;а)обычная=1/2, и в случае если коллапс запутанного квантового состояния физического свойства вызван его измерением в обычных симметричных условиях для частицы «А», что выражается формулой  Р;+ВА(г+в;а)обычная=Р;–ВА(г+в;а)обычная=1/2. То есть Р;+ВА(г+в;а)обычная=Р;+ВВ(г+в;а)обычная=1/2 и Р;–ВА(г+в;а)обычная=Р;–ВВ(г+в;а)обычная=1/2. В этом и только в этом случае сверхсветовая коммуникация (нелокальная передача информации) невозможна.

Вероятность измерения у частицы «В» одного из двух возможных значений проекции спина на выделенное измерительной аппаратурой направление (значения «вверх», или значения «вниз»), или соответственно одного из двух возможных значений поляризации (значения «Х», или значения «У»), становится отличной от 1/2 в случае, если коллапс запутанного квантового состояния физического свойства вызван измерением этого физического свойства для частицы «А» в несимметричных условиях, то есть в условиях существенного нарушения пространственно-временной симметрии для взаимодействия или реакции для частицы «А», вызывающих этот коллапс запутанного квантового состояния физического свойства. что выражается следующими неравенствами Р;+ВА(г+в;а)несимметричная;1/2 и Р;–ВА(г+в;а)несимметричная;1/2.

Далее значки нижних индексов + и – при Р;, используемые для обозначения одного из двух возможных состояний поляризации или проекции спина, для краткости будем опускать. В принятых нами обозначениях доказательство этого факта подробнее иллюстрируется следующей последовательностью неравенств:
Для случая соблюдения аналогии второго условия обычного коллапса запутанного квантового состояния: Р;ВА(г+в;а)несимметричное=Р;АА(г;а)несимметричное (неискажающая трансляция коллапса), доказательство теоремы в этом случае выглядит следующим образом:
Р;ВВ(г+в;а)обычное=Р;АА(г;а)обычное=1/2 – это условие воспроизводимости эксперимента, что очевидно всегда соблюдается, является простым следствием симметрии пространства и времени и многократно подтверждено экспериментально;
Р;АА(г;а)несимметричное;Р;АА(г;а) обычное, то есть Р;АА(г;а)несимметричное;1/2 – первый  постулат теоремы
Р;ВА(г+в;а)несимметричное=Р;АА(г;а)несимметричное – второй постулат теоремы для одинакового типа пространственно-временной симметрии коллапса – неискажающая трансляция коллапса,
следовательно Р;ВА(г+в;а)несимметричное ; 1/2,
следовательно Р;ВА(г+в;а)несимметричное;Р;ВВ(г+в;а)обычное, что и требовалось доказать.

Для случая несоблюдения аналогии второго условия обычного коллапса запутанного квантового состояния: Р;ВА(г+в;а)несимметричное=Р;АА(г;а)несимметричное+G, где G;0 и G;–D (некомпенсирующая трансляция коллапса), доказательство теоремы выглядит следующим образом:
Р;ВВ(г+в;а)обычное=Р;АА(г;а)обычное=1/2, – это условие воспроизводимости эксперимента, что очевидно всегда соблюдается, является простым следствием симметрии пространства и времени и многократно подтверждено экспериментально;
Р;АА(г;а)несимметричное=Р;АА(г;а)обычное+D, где D;0 – первый  постулат теоремы
Р;ВА(г+в;а)несимметричное=Р;АА(г;а)несимметричное+G, где G;0 и G;–D – второй постулат теоремы – некомпенсирующая трансляция коллапса,
следовательно Р;ВА(г+в;а)несимметричное=Р;АА(г;а)обычное+(D+G), где D;0, G;0 и G;–D
следовательно Р;ВА(г+в;а)несимметричное;1/2
следовательно Р;ВА(г+в;а)несимметричное;Р;ВВ(г+в;а)обычное, что и требовалось доказать.

Отличие от Р;ВА(г+в;а)несимметричное от 1/2 как раз и укажет нам на наличие факта нелокальной передачи информации, основанного на эффекте коллапса запутанного квантового состояния, то есть на наличие сверхсветового сигнала. В этом и только в этом случае сверхсветовая коммуникация (нелокальная передача информации) оказывается возможной.

5. ИДЕИ О ТЕХНИЧЕСКИХ ВОПЛОЩЕНИЯХ СТАТИСТИЧЕСКОГО КВАНТОВОГО КОММУНИКАТОРА

Предлагаемым способом существенного изменения (нарушения) пространственно-временной симметрии при коллапсе запутанного квантового состояния физического свойства является использование для частицы «А» реакций, вызывающих такой коллапс запутанного квантового состояния, протекающих с нарушением Р или СР, или СРТ четности.

В случае квантовой запутанности поляризаций двух фотонов, в качестве такого взаимодействия, протекающего с нарушением СР-четности (пространственно-зарядовой четности), может быть использовано рассеяние квантов высоких энергий на мезонах, в частности К-мезонах и В-мезонах, распадающихся с нарушением СР-четности. Полагаю, что в данном случае, при определенных условиях, фотонами высоких энергий, находящимися в запутанном квантовом состоянии, может быть индуцирован ускоренный распад К-мезонов и В-мезонов с отменой их «обычного» стабильного периода полураспада, что означает непосредственное вовлечение фотона в реакцию, протекающую с нарушением СР-четности. При этом я полагаю, что первые успехи в этом направлении будут достигнуты при рассеянии фотонов высоких энергий на нейтральных мезонах, находящихся в состоянии мезон-мезонной осцилляции.

В случае квантовой запутанности спинов двух электронов или электрона и позитрона, в качестве такой реакции для частиц «А» (частиц передатчика), протекающей с нарушением Р-четности (пространственной четности), может быть использована реакция электронного захвата, являющаяся одной из разновидностей ядерных реакций бета-распада. Эта реакция в нашем случае заключается в захвате свободного электрона ядром атома с превращением одного из протонов ядра в нейтрон и излучением нейтрино. Поскольку такая реакция сопровождается испусканием нейтрино, а в природе существует только лево-поляризованное (левовинтовое) нейтрино, то в силу необходимости соблюдения законов сохранения импульса, энергии (косвенно) и момента количества движения (момента импульса), такая реакция всегда требует наличия строго определенного значения проекции спина налетающего захватываемого свободного электрона на направление его движения в сторону исходного ядра, и вследствие этого всегда протекает с нарушением Р-четности (пространственной четности). В результате данного нарушения Р-четности, я полагаю, что всегда будет выполняться Р;АА(г;а)несимметричная;1/2 и Р;ВА(г+в;а)несимметричная;1/2. Так как коллапс с нарушением четности всегда можно будет переключать на обычный симметричный коллапс, закрывая экраном мишень с захватывающими налетающие свободные электроны ядрами, то сверхсветовая коммуникация и нелокальная передача информации окажутся возможными. Однако утверждение о том, что указанные неравенства будут выполняться всегда и для всех подобных реакций захвата налетающего свободного электрона, протекающих с нарушением Р-четности (пространственной четности), возможно, является слишком оптимистичным. Не исключено, что сверхсветовая коммуникация и нелокальная передача информации окажутся возможными лишь для очень ограниченного числа ядер и реакций электронного захвата свободного электрона, то есть окажутся столь же редким явлением, как и высокотемпературная сверхпроводимость.

Очевидно, что реакция захвата свободного налетающего электрона, в силу необходимости соблюдения законов сохранения энергии и момента количества движения, является возможной (разрешенной) лишь для ограниченного числа видов изотопов и ионов атомов и их состояний, поскольку начальное и конечное ядро характеризуются в соответствующих энергетических состояниях строго определенными значениями спинового и суммарного (спинового плюс орбитального) момента импульса. Реакция электронного захвата достаточно хорошо изучена лишь в случае захвата одного из электронов с ближайших к ядру электронных оболочек атома. Чаще всего такой захват происходит из К-оболочки (К-захват), реже со следующих L- или М-оболочек (соответственно L- или М-захват), сопровождается излучением нейтрино, и характеризуется определенным периодом полураспада (периодом электронного захвата), который имеет слабую зависимость от деформации конфигураций соответствующих электронных оболочек, которые могут быть вызваны нахождением соответствующих атомов в химических соединениях. Однако данное ограничение – захват электрона только из электронных оболочек атома – может быть снято путем использования для электронного захвата свободного электрона, имеющего высокую энергию, достаточную для уверенного преодоления кулоновского отталкивания электронной оболочки атома или иона и центробежного барьера, в том числе за счет туннельного эффекта. Это ограничение может быть преодолено также путем использования атомов с высокой степенью ионизации и полностью ионизированных атомов, например таких, которые получают с помощью облучения атомов квантами высоких энергий (рентгеновское и гамма-излучение) и хранят длительное время в вакуумных кольцевых ионных накопителях с поперечным накопительному кольцу магнитным полем. Данные некоторых экспериментов и некоторые расчеты указывают на то, что и период полураспада (период электронного захвата свободных электронов) в таких случаях может быть отменен или существенно сокращен. Большинство переходов (реакций электронного захвата), которые в случаях спонтанного электронного захвата из электронных оболочек атомов, оказываются запрещенными ввиду отсутствия в атомах необходимой для таких переходов энергии, в случае электронного захвата свободных электронов высоких энергий окажутся возможными ввиду наличия у этих свободных электронов необходимых для таких переходов энергий. В частности окажутся возможными большинство реакций обратных соответствующим реакциям бета-распада, протекающим с излучением электрона и антинейтрино. Вероятно, что в первых экспериментах по изучению сверхсветовой коммуникации все же будут использованы ядра атомов, которые испытывают обычный К-захват, ввиду сравнительно небольших энергий свободных электронов, необходимых для их захвата ядром. В настоящее время экспериментально наиболее хорошо изучены реакции К-захвата ядрами 7Ве, 26Al, 59Ni, 64Cu, однако захват свободных электронов этими ядрами остается неисследованным. Предлагаемый тип электронного захвата следовало бы назвать «индуцированным электронным захватом свободных электронов». При этом следует признать, что электронный захват свободных электронов экспериментально практически не изучен, хотя его изучение могло бы сильно способствовать дальнейшему развитию теории атомных ядер, и имело бы огромное самостоятельное научное значение, не связанное непосредственно со сверхсветовой коммуникацией. Данный способ изучения свойств ядер отличается тем, что возможный спектр воздействий на ядро атома необычайно широк и по своей эффективности он может оказаться сравним и с методом бомбардировки ядер нуклонами и другими ядрами, и с ядерным магнитным резонансом, и с ядерным квадрупольным резонансом. А если подтвердится гипотеза о сверхсветовой коммуникации, то этот метод может оказаться довольно простым в исполнении, и тогда он даст мощный толчок развитию совершенно новых и необычайно эффективных методов диагностики в химии, материаловедении, биологии и медицине.

Поскольку и электрон и нейтрино являются фермионами, и имеют спиновое число равное 1/2, то и разность спиновых чисел конечного (после реакции захвата электрона) и исходного (до реакции захвата электрона) ядер может равняться либо 0 (переход (реакция) Ферми dJ=0, смотрим рисунок 2), либо 1 (переход (реакция) Гамова-Теллера dJ=1, смотрим рисунок 3). Причем излучаемое ядром нейтрино в силу закона сохранения импульса и в силу того, что нейтрино всегда является лево-поляризованным, привносит дополнительно к исходной системе частиц (исходное ядро плюс захватываемый свободный электрон) положительную равную +1/2 проекцию спина на направление движения налетающего захватываемого свободного электрона. Переходы, при которых привносимый в ядро захватываемым и излучаемым лептонами суммарный орбитальный момент импульса отличен от 0 (dL;0 – запрещенные переходы (запрещенные реакции)), мы пока не рассматриваем, хотя не исключено, что именно на этом пути, как раз, и будет достигнут успех. Для переходов Гамова-Теллера (dJ=1) легко показать, что, в силу необходимости соблюдения законов сохранения импульса, энергии (косвенно) и момента импульса, а также в силу того, что в природе существует только лево-поляризованное нейтрино, разница проекций спина конечного ядра и исходного ядра на направление движения налетающего захватываемого свободного электрона всегда положительна и равна +1 (dJz=Jfz–Jiz=+1).
Таким образом, при производстве экспериментов необходимо учитывать, что если конечное ядро получается из исходного путем перехода Ферми (dJ=0), то ориентация проекции спина исходного ядра, вероятнее всего, не имеет существенного значения для вероятности протекания этой реакции. Это правило может иметь место, так как волновые функции захватываемого электрона и излучаемого нейтрино, скорее всего, всегда сферически симметричны относительно направления проекции спина исходного ядра. Однако на практике может оказаться, что это не так, и что даже в этом случае проекцию спина исходного ядра необходимо ориентировать вдоль направления движения налетающего захватываемого электрона с помощью внешнего магнитного поля для существенного увеличения вероятности протекания такой реакции.
Если же конечное ядро получается из исходного путем перехода Гамова-Теллера (dJ=1), то, как мы уже показали, разница проекций спина конечного ядра и исходного ядра на направление движения налетающего захватываемого свободного электрона всегда положительна и равна +1 (dJz=Jfz–Jiz=+1). В этом случае, для многократного увеличения вероятности протекания (эффективного сечения) такой реакции, необходимо ориентировать проекцию момента импульса таких исходных ядер с помощью внешнего магнитного поля вдоль направления движения налетающего захватываемого свободного электрона. При этом необходимо помнить, что на нижних – невозбужденных и (при наличии) слабо-возбужденных уровнях момент импульса большинства ядер – парамагнитных ядер – ориентируется (проекция совпадает по направлению) по направлению магнитного поля, а для диамагнитных ядер он ориентируется противоположно направлению магнитного поля. Кроме того, если мы имеем дело не с полностью ионизированными атомами, напряженность такого внешнего магнитного поля должна быть достаточно высока – более 104 эрстед, чтобы исключить влияние электронной оболочки соответствующих атомов и ионов на ориентацию проекции спина ядра.

Рис.2
 


Рис.3
 

Для ядер, имеющих четное массовое число А, уменьшение при электронном захвате на единицу атомного номера N приводит к тому, что исходный четный атомный номер превращается в нечетный, а исходный нечетный атомный номер превращается в четный. Поскольку в основном состоянии четно-четные ядра имеют значение спина J=0, а четно-нечетные ядра имеют только целочисленные значения спина (1, 2, 3, 5, 7), то при электронном захвате свободного электрона переход от находящегося в основном состоянии четно-четного ядра к четно-нечетному ядру всегда сопровождается увеличением на 1 проекции спина ядра на направление движения налетающего захватываемого свободного электрона (dJz=Jfz–Jiz=+1), и такой переход, как следствие, может быть только переходом Гамова-Теллера (dJ=1). По той же причине и переход с электронным захватом от четно-нечетного ядра к основному состоянию четно-четного ядра с J=0 так же может быть только переходом Гамова-Теллера. Причем такой переход требует, чтобы проекция спина исходного ядра была противоположно направлена к направлению движения налетающего свободного электрона, т.е. ее значение к этому направлению было равно –1. Что в случае принудительной ориентации спина исходного ядра внешним магнитным полем означает, что исходное ядро, имеющее спин равный 1, либо должно быть диамагнитным в основном состоянии (иметь отрицательный магнитный момент) либо, будучи парамагнитным, находиться в возбужденном состоянии по величине проекции спина на направление внешнего магнитного поля.
Для нечетных исходных ядер – ядер, имеющих нечетное массовое число А и полуцелый спин (1/2, 3/2, 5/2, 7/2, 9/2), при электронном захвате свободного электрона в общем случае возможны как переходы Ферми (dJ=0), так и переходы Гамова-Теллера (dJ=1). В этом случае уменьшающийся при электронном захвате на единицу атомный номер N в общем случае может быть любым числом ;2.
Данные примеры показывают насколько важно при производстве экспериментов следить за соблюдением правил отбора для ожидаемой реакции (перехода) превращения ядра.


6. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

6.1. Сверхсветовой коммуникатор на запутанных электронах:
6.1.1 Принцип действия:
В случае электронного захвата свободного электрона, спин, которого находится в состоянии квантовой запутанности со спином другого электрона или спином позитрона, коллапс запутанного квантового состояния всегда протекает в условиях существенного нарушения пространственно-временной симметрии вследствие несохранения Р-четности исходного состояния квантовой запутанности.
Это вызвано тем, что такой коллапс запутанного квантового состояния является следствием реакции электронного захвата свободного электрона, которая всегда является реакцией, протекающей с несохранением Р-четности. Что, в свою очередь, продиктовано тем, что правила отбора для этой реакции требуют строго определенной ориентации проекции спина захватываемого электрона: либо по направлению его движения – с Sz= +1/2, либо против – с Sz= -1/2.

В таком случае мы вправе ожидать, что существенным образом изменится и Р;АА(г;а), то есть появится Р;АА(г;а)несимметричное;1/2, которое может существенным образом отличаться от Р;АА(г;а)обычное=1/2, а вследствие этого, как я уже показал, в общем случае будет выполняться и Р;ВА(г+в;а)несимметричное;1/2, что означает регистрацию факта нелокальной передачи информации, основанного на эффекте коллапса запутанного квантового состояния, то есть регистрацию факта наличия сверхсветового сигнала.
Окончательный же ответ на вопрос: будет ли при этом иметь место выполнение неравенств Р;АА(г;а)несимметричное;1/2 и Р;ВА(г+в;а)несимметричное;1/2? – может дать только правильно поставленный эксперимент. При этом, как я уже указывал выше, не исключено, что сверхсветовая коммуникация (нелокальная передача информации) окажется возможной лишь для очень ограниченного числа ядер и реакций электронного захвата свободного электрона, и является столь же редким явлением, как и высокотемпературная сверхпроводимость.
Хотя для подтверждение факта наличия сверхсветового сигнала при современном уровне развития техники, достаточно даже однократной регистрации фактов Р;АА(г;а)несимметричное;1/2 и Р;ВА(г+в;а)несимметричное;1/2, для уверенной и стабильной регистрации факта нелокальной передачи информации, и использования вышеописанного явления для нелокальной сверхсветовой коммуникации необходимо создание устройства, дающего устойчиво воспроизводимый результат.

6.1.2. Общее описание устройства:
Аналогами таких устройств могут послужить устройства, использованные для проверки неравенств Белла, в которых: запутанные пары фотонов должны быть заменены запутанными парами электронов; измеряющие поляризацию фотонов приемника поляроиды должны быть заменены измеряющими направление спина электронов приемника фильтрами Штерна-Герлаха; датчики для регистрации фотонов приемника – датчиками для регистрации электронов; поляроиды с датчиками для регистрации фотонов передатчика – мишенями-датчиками для электронного захвата свободных электронов передатчика ядрами атомов или ионов. Для подробного изучения процесса эти мишени-датчики могут быть снабжены устройствами регистрации электронных ударов, производимых налетающими свободными электронами, и устройствами регистрации факта электронного захвата.

Общая схема устройств для сверхсветовой коммуникации приведена на рисунке 4

Рис. 4
 













6.1.3. Технические детали:
6.1.3.1. Источники квантово запутанных частиц:
В качестве источника пар электронов с запутанными спинами, могут послужить скрещенные пучки электронов, рассеивающихся на взаимных столкновениях, получаемые в вакуумных электронных трубках за счет разгона электронов электрическими полями. В таких условиях, на выходе из области столкновения можно получить пучки, в которых присутствует четверть от исходного числа электронов, которые находятся в синглетном запутанном квантовом состоянии, и четверть от исходного числа электронов, находящихся в триплетном запутанном квантовом состоянии.
Кроме того, источником пар электронов с запутанными спинами, гипотетически могут послужить ядра атомов, испытывающих двойной Бета-распад. При этом следует иметь в виду, что двойной Бета-распад в обычных условиях является довольно экзотическим явлением и вероятность его довольно мала. Иногда возможен двойной электронный бета-распад четно-четных ядер на нечетно-нечетное ядро, когда простой электронный бета-распад энергетически невозможен. Ядра 128Te и 130Te, испытывающие двойной Бета-распад имеют периоды полураспада соответственно 7,7*1028 и 2,7*1021 лет.
Источником пары электрон и позитрон, спины которых находятся в запутанном квантовом состоянии, может быть гипотетическое устройство, испускающее фотоны высоких энергий, которые при рассеянии на ядрах некоторых атомов, или высоко ионизированных ионов, или при рассеянии в сильном электромагнитном поле, порождают электрон-позитронную пару – пару волн – волновых функций соответствующих частиц, спины которых находятся в состоянии квантовой запутанности.

6.1.3.2. Технические детали конструкции передатчика на основе мишени с атомами или ионами, ядра которых способны на электронный захват:
Электроны с запутанными спинами, используемые в качестве частиц передатчика – частиц «А», сначала в виде волн волновых функции направляются (фокусируются) на мишень содержащую атомы, соответствующего элемента, способного по правилам отбора на электронный захват электронов, имеющих энергию, которая является достаточно большой для протекания реакции «индуцированного электронного захвата свободных электронов». Такой мишенью может быть в частности пластинка-мишень с нанесенными (напыленными) на нее атомами соответствующего химического элемента. Очевидно, что в этом случае – при достаточно большой энергии сталкивающегося с ядром электрона, становятся энергетически возможными не только реакции захвата свободного электрона, протекающие с теми же исходным и конечным ядром, что и в случае захвата электрона из электронных оболочек атома, но и реакции обратные (по начальному и конечному ядру) соответствующему спонтанному бета-распаду, протекающему с излучением электрона и антинейтрино. То есть, начальным ядром такого индуцированного электронного захвата свободного электрона должно быть ядро, которое является конечным продуктом соответствующего бета-распада. А конечным ядром такого индуцированного электронного захвата свободного электрона должно быть ядро, которое является начальным продуктом указанного бета-распада.
Поскольку характер сигнала сверхсветовой нелокальной передачи информации является для рассматриваемого принципа действия чисто статистическим, то не важно, какой процент налетающих на мишень электронов примет участие в описанной «индуцированной реакции захвата свободного электрона», важно чтобы хотя бы какая-то часть этих электронов приняла участие в такой реакции. Но еще важнее, чтобы такая реакция, протекающая с нарушением закона сохранения четности, сопровождалась в результате этого нарушения существенным нарушением пространственно-временной симметрии при коллапсе запутанного квантового состояния, которое привело бы к появлению Р;АА(г;а)несимметричное;1/2 и соответственно Р;ВА(г+в;а)несимметричное;1/2.

По характеру и конструкции мишени передатчика с исходными ядрами, используемой для захвата налетающих захватываемых исходными ядрами свободных электронов, все эксперименты удобно разбить на несколько поколений.

1) Эксперименты первого поколения:
В качестве мишени передатчика используются пластины с нанесенными на них исходными ядрами, способными на захват свободного электрона, в результате которого разность спиновых чисел конечного (после реакции захвата электрона) и исходного (до реакции захвата электрона) ядер будет равняться 0. То есть используются исходные ядра, которые будут испытывать переход (реакцию) Ферми с dJ=0. Как я уже указал выше, ориентация проекции спина исходного ядра, вероятнее всего, не имеет существенного значения для вероятности протекания этой реакции. Поэтому внешнее магнитное поле для ориентации проекции спина ядер в экспериментах первого поколения использоваться не будет.

2) Эксперименты второго поколения:
В качестве мишени передатчика также используются пластины с нанесенными на них исходными ядрами (в виде атомов), способными на захват свободного электрона, в результате которого разность спиновых чисел конечного (после реакции захвата электрона) и исходного (до реакции захвата электрона) ядер будет равняться 0. То есть используются исходные ядра, которые будут испытывать переход (реакцию) Ферми с dJ=0.
Однако, при производстве экспериментов второго поколения, для ориентации проекции спина ядер по направлению движения налетающего захватываемого свободного электрона будет использоваться внешнее магнитное с напряженностью более 10 в 4 степени эрстед, чтобы исключить влияние электронной оболочки соответствующих атомов и ионов на ориентацию проекции спина ядра.
При постановке экспериментов второго поколения, необходимо дополнительно выполнить эксперименты, при которых влияние внешнего магнитного поля должно быть заменено предварительной ориентацией спинов ядер атомов в магнитном поле с охлаждением мишени с нанесенными на нее ядрами до температур сверхпроводимости, при которых ориентация спинов ядер будет сохраняться за счет квантовых эффектов, пока мишень не нагреется до температур, при которых совместная ориентация спинов ядер будет нарушена (как в опыте Ву по проверке несохранения четности).
Необходимость проведения этих экспериментов в разных условиях диктуется тем, что нам слишком мало известно о законах коллапса составляющей волновой функции, отвечающей за состояние квантовой запутанности. Поэтому нельзя исключить, что внешнее магнитное поле может оказать негативное влияние или исключить искомый результат.

3) Эксперименты третьего поколения:
В качестве мишени передатчика также используются пластины с нанесенными на них исходными ядрами, способными на захват свободного электрона, в результате которого разность спиновых чисел конечного (после реакции захвата электрона) и исходного (до реакции захвата электрона) ядер будет равняться 1. То есть используются исходные ядра, которые будут испытывать переход (реакцию) Гамова-Теллера с dJ=1. В этом случае, как я уже показал выше, разница проекций спина конечного ядра и исходного ядра на направление движения налетающего захватываемого свободного электрона всегда положительна и равна +1 (dJz=Jfz–Jiz=+1). При производстве экспериментов третьего поколения, для ориентации проекции спина ядер по направлению движения налетающего захватываемого свободного электрона будет использоваться внешнее магнитное с напряженностью более 10 в 4 степени эрстед, чтобы исключить влияние электронной оболочки соответствующих атомов и ионов на ориентацию проекции спина ядра. Использование такого внешнего магнитного поля, как я уже указывал выше, необходимо для многократного увеличения вероятности протекания (эффективного сечения) такой реакции.
При постановке экспериментов третьего поколения, необходимо дополнительно выполнить эксперименты, при которых влияние внешнего магнитного поля должно быть заменено предварительной ориентацией спинов ядер атомов в магнитном поле с охлаждением мишени с нанесенными на нее ядрами до температур сверхпроводимости, при которых ориентация спинов ядер будет сохраняться за счет квантовых эффектов, пока пластина не нагреется до температур, при которых совместная ориентация спинов ядер будет нарушена.
Кроме того, при постановке экспериментов третьего поколения, необходимо произвести те же эксперименты с выключенным внешним магнитным полем и без предварительной криогенной ориентации ядер.
Необходимость проведения этих экспериментов в разных условиях диктуется тем, что нам слишком мало известно о законах коллапса составляющей волновой функции, отвечающей за состояние квантовой запутанности. Поэтому нельзя исключить, что внешнее магнитное поле или предварительная криогенная ориентация ядер внешним магнитным полем может оказать негативное влияние или исключить искомый результат.

4) Эксперименты четвертого поколения:
В качестве мишени передатчика используются атомы с высокой степенью ионизации и полностью ионизированные атомы, то есть очищенные от электронов ядра атомов, например такие, которые получают с помощью облучения атомов квантами высоких энергий (рентгеновское и гамма-излучение) и хранят длительное время в вакуумных кольцевых ионных накопителях с поперечным накопительному кольцу магнитным полем. Период электронного захвата свободных электронов в таких случаях может быть отменен или существенно сокращен. В этом случае, вектор движения налетающего захватываемого свободного электрона для увеличения эффективного сечения реакции электронного захвата в ряде случаев, например для переходов Гамова-Теллера с dJ=1, следует ориентировать вдоль направления уже используемого в ионных накопителях магнитного поля (с напряженностью более 10 в 4 степени эрстед), или противоположно ему в соответствиями с правилами отбора для выбранной реакции захвата налетающего свободного электрона.
Кроме того, при постановке экспериментов четвертого поколения, необходимо произвести те же эксперименты с отключаемым внешним магнитным полем.
Необходимость проведения этих экспериментов в разных условиях диктуется тем, что нам слишком мало известно о законах коллапса составляющей волновой функции, отвечающей за состояние квантовой запутанности. Поэтому нельзя исключить, что внешнее магнитное поле или предварительная криогенная ориентация ядер внешним магнитным полем может оказать негативное влияние или исключить искомый результат.

5) Эксперименты пятого поколения:
В экспериментах пятого поколения используется фильтр Штерна-Герлаха для предварительного пространственного разделения координатной части волновой функции налетающего свободного электрона передатчика на две интерферирующие составляющие с проекциями спина «вверх» и «вниз», которые, будучи дополнительно сформированы и направлены внешним электрическим полем, при взаимодействии с ядрами мишеней заведомо дадут проекции спина электрона на направление его движения соответственно 1/2 для одной мишени и -1/2 для другой мишени. Соблюдение интерференции составляющих волновой функции в этом случае должно проверяться в предварительном «настроечном» для аппаратуры опыте, например, в обычным опыте с непрозрачным экраном и двумя щелями, одна из которых расположена около первой мишени, а другая около второй мишени. Это необходимо, чтобы убедиться в том, что отклоняющие и разгонные электрические и магнитные поля не разрушили состояние квантовой запутанности электронов приемника и передатчика до столкновения электрона передатчика с мишенью, в частности до захвата налетающего свободного электрона передатчика ядрами мишени.
Поскольку правила отбора реакции захвата налетающего свободного электрона для каждого конкретного вида ядер требуют строго определенной ориентации проекции спина захватываемого электрона: либо по направлению его движения с Sеz=1/2, либо против – с Sеz=-1/2, то существенное нарушение симметрии при коллапсе квантовой запутанности спинов электрона передатчика и электрона приемника, в этом случае может быть зарегистрировано уже на самом передатчике, если мы обнаружим, что число электронов передатчика, попавшее на одну из мишеней, существенно и статистически устойчиво отличается от числа электронов, попавших на другую мишень. То есть Р;+АА(г;а)несимметричное; Р;–АА(г;а)несимметричное;1/2

6) Эксперименты шестого поколения:
В экспериментах шестого поколения используются переходы, при которых привносимый в ядро захватываемым и излучаемым лептонами суммарный орбитальный момент импульса отличен от 0 (dL;0 – запрещенные переходы (запрещенные реакции)). Всю совокупность этих экспериментов также необходимо выполнить, поскольку не исключено, что именно на этом пути, как раз, и будет достигнут успех. При этом совокупность экспериментов шестого поколения должны быть выполнена при всех группах реакций и технических условий, которые описаны для предыдущих поколений экспериментов.

7) В экспериментах седьмого поколения в качестве рабочих частиц мишени вместо ядер атомов используются все виды адронов, способных на захват свободного электрона, либо мюона, либо тау-лептона, или их античастиц, используемых в качестве частиц «А» передатчика, находящихся в запутанном квантовом состоянии, когда такой захват сопровождается излучением нейтрино или антинейтрино соответствующего поколения. В случае, когда за такой захват электрона отвечает u-кварк, превращающийся в результате такого захвата в d-кварк, мы будем иметь реакцию, сопровождающуюся излучением нейтрино, как и в случае с захватом свободного электрона ядрами атомов.

8) В экспериментах восьмого поколения в качестве рабочих частиц мишени вместо ядер атомов используются мезоны, в частности К-мезоны и В-мезоны, либо иные частицы, распадающиеся с нарушением СР-четности. В этом случае, при определенных условиях, электронами или мюонами, или тау-лептонами высоких энергий, находящимися в запутанном квантовом состоянии, используемыми в качестве частиц «А» передатчика может быть индуцирован ускоренный распад К-мезонов и В-мезонов с отменой их «обычного» стабильного периода полураспада, что означает непосредственное вовлечение лептона в реакцию слабого взаимодействия, протекающую с нарушением СР-четности.

9) Эксперименты девятого поколения:
И, наконец, в экспериментах девятого поколения необходимо использовать те самые двойные измерения и для частиц передатчика и для частиц приемника, о которых я писал при доказательстве теоремы о возможности сверхсветовой коммуникации и нелокальной передачи данных. Не исключено, что только двойные измерения при некоторых отдельных значениях г;0 позволят нам обнаружить то самое искомое Р;ВА(г+в;а)несимметричное;1/2.

6.2. Сверхсветовой коммуникатор на запутанных фотонах:

1) Эксперименты первого поколения на запутанных фотонах:
В этих экспериментах в качестве находящихся в состоянии квантовой запутанности частиц передатчика и приемника используются фотоны высоких энергий, поляризации которых находятся в запутанном квантовом состоянии. При этом соответствующей реакцией, протекающей с нарушением Р-четности, является реакция захвата ядром мишени электрона из электрон-позитронной пары, возникающей вследствие рассеяния фотона передатчика на этом ядре мишени. При этом могут быть использованы практически все виды ранее описанных мишеней.

2) Эксперименты второго поколения на запутанных фотонах:
В этих экспериментах в качестве взаимодействия, протекающего с нарушением СР-четности (пространственно-зарядовой четности), используется рассеяние находящихся в запутанном квантовом состоянии фотонов высоких энергий на мезонах, в частности К-мезонах и В-мезонах, либо на иных частицах, распадающихся с нарушением СР-четности. В этом случае, при определенных условиях, фотонами высоких энергий, находящимися в запутанном квантовом состоянии, может быть индуцирован ускоренный распад К-мезонов и В-мезонов с отменой их «обычного» стабильного периода полураспада, что означает непосредственное вовлечение фотона в реакцию слабого взаимодействия, протекающую с нарушением СР-четности.

3) Эксперименты третьего поколения на запутанных фотонах:
В экспериментах третьего поколения на запутанных фотонах должны использоваться двойные измерения и для частиц передатчика и для частиц приемника, аналогично экспериментам девятого поколения на запутанных электронах.


7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на сегодняшний день остается экспериментально недоказанным и теоретически не обоснованным следующее утверждение: что в процессе и сразу после процесса коллапса состояния квантовой запутанности для двух частиц, первая частица, в результате взаимодействия которой произошел этот коллапс, и определившееся после этого коллапса квантовое состояние первой частицы, ни через какие взаимодействия и скрытые параметры не влияют на квантовое состояние, в котором оказывается вторая частица в результате и сразу после этого коллапса. Экспериментальная проверка неравенств Белла не является доказательством абсолютной нелокальности процесса коллапса состояния квантовой запутанности и, таким образом, оставляет место не только для причинно-следственной связанности в поведении этих частиц, но даже и для конечности скорости взаимодействия между ними при коллапсе состояния их квантовой запутанности. Что, конечно же, вселяет определенную надежду на возможность и сверхсветовой коммуникации и нелокальной передачи данных. Есть надежда, что коллапс состояния квантовой запутанности двух частиц, вызванный взаимодействием частицы передатчика в несимметричных условиях, например в результате реакций протекающих с нарушением четности, будет приводить к существенному отклонению от 1/2 вероятности обнаружения у частицы передатчика одного из двух значений спинов или поляризаций, и что в результате неискажающей или некомпенсирующей трансляции (передачи) определившегося свойства от частицы передатчика к частице приемника, вероятность обнаружения у частицы приемника одного из двух значений спинов или поляризаций также будет отличаться от 1/2, что и будет означать реализацию сверхсветовой коммуникации и нелокальной передачи данных. Причем, в случае если скорость сверхсветовой коммуникации окажется все же конечной, сверхсветовая коммуникации и нелокальная передача данных могут оказаться несколько разными явлениями и понятиями.
В то же время в процессе выполнения экспериментов по проверке неравенств Белла было установлено, что в пределах ошибки эксперимента, оказывается практически бесконечной скорость нелокальной корреляции ранее квантово запутанного физического свойства при коллапсе состояния квантовой запутанности для двух фотонов. Эксперименты показывают, что она, по крайней мере, на пять порядков превышает скорость света в вакууме, и сам этот факт дает большие надежды по поводу будущего сверхсветовой коммуникации.
Тот факт, что в спектрах звезд практически по всей Вселенной мы видим огромное, избыточное количество необходимых для зарождения жизни различных химических элементов (атомов), и в тоже время не наблюдаем никаких следов коммуникаций разумных цивилизаций, не имеет никакого разумного объяснения, кроме одного. Тот способ коммуникаций, который на земных и межпланетных расстояниях используем мы сами в виде радиоволн и в виде лазерного излучения, является чрезвычайно неэффективным и чрезвычайно медленным, для любой цивилизации, просуществовавшей хотя бы чуточку дольше, чем существует наша собственная. Нет ни малейшего сомнения в том, что все высокоразвитые цивилизации используют для коммуникации почти исключительно только сверхсветовую коммуникацию и нелокальную передачу данных.
Вероятнее всего именно стационарные потоки квантово запутанных фотонов (наиболее вероятно фотонов высоких энергий рентгеновского и гамма диапазона), как естественного, так и искусственного происхождения, всегда используются такими цивилизациями даже на небольших межпланетных расстояниях. Именно поэтому нам и не удается поймать из космоса никаких радиосигналов и иных сигналов искусственного происхождения. Видимо такой архаичной связью высокоразвитые цивилизации просто не пользуются. Поэтому, при изучении с помощью спутникового и наземного оборудования приходящих из космоса потоков гамма, рентгеновских, ультрафиолетовых лучей, лучей видимого и инфракрасного спектра, электронов, позитронов, мюонов и тау-лептонов, необходимо производить статистический анализ последовательностей измеренных поляризаций и спинов зарегистрированных частиц, с целью обнаружения сигналов внеземных цивилизаций.
Настоящая идея сверхсветового квантового коммуникатора на эффектах несохранения четности пришла мне в голову больше года назад. Но я не решался опубликовать ее по моральным соображениям. Надеюсь, что за прошедший год наши братья по разуму успели отвести от планеты вредные для нее потоки информации. Возможно, что сейчас мы даже представить себе не можем всю степень нелокальности нашей большой Вселенной.

Список использованной литературы:
1. Алэн Аспек (Alain Aspect). «Теорема Белла: Наивный взгляд экспериментатора» ("Bell's theorem: The naive view of an experimentalist"). «Quantum [Un]speakables – From Bell to Quantum information», изд. R.A. Bertlmann и A. Zeilinger, Springer (2002).
2. Бом Д. Квантовая теория. М., Наука, 1965г. 729с.
3. Ракобольская И.В. Ядерная физика, М., Издательство Московского университета, 1971. 296с.
4. Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Юдин Н.П. «Частицы и атомные ядра». М., Издательство ЛКИ, 2007. 584с.
5. Квантовая запутанность // Википедия. [2017–2017]. Дата обновления: 06.01.2017. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=84387936 (дата обращения: 29.01.2017).
6. Парадокс Эйнштейна – Подольского – Розена // Википедия. [2017–2017]. Дата обновления: 09.01.2017. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=82958280 (дата обращения: 29.01.2017).
7. Неравенства Белла // Википедия. [2017–2017]. Дата обновления: 05.01.2017. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=84176263 (дата обращения: 29.01.2017).
8. Теорема о запрете клонирования // Википедия. [2017–2017]. Дата обновления: 05.01.2017. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=82878324 (дата обращения: 29.01.2017).
9. Чётность (физика) // Википедия. [2016–2016]. Дата обновления: 09.07.2016. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=79457299 (дата обращения: 20.01.2017).
10. P-симметрия // Википедия. [2016–2016]. Дата обновления: 10.10.2016. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=81254936 (дата обращения: 20.01.2017).
11. Нарушение CP-инвариантности // Википедия. [2016–2016]. Дата обновления: 12.04.2016. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=77727318 (дата обращения: 20.01.2017).
12. Теорема Нётер // Википедия. [2017–2017]. Дата обновления: 11.01.2017. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=82992207 (дата обращения: 20.01.2017).
13. Слабое взаимодействие // Википедия. [2016–2016]. Дата обновления: 30.12.2016. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=82760431 (дата обращения: 29.01.2017).
14. Каон // Википедия. [2016–2016]. Дата обновления: 10.06.2016. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=78881625 (дата обращения: 29.01.2017).
15. B-мезон // Википедия. [2016–2016]. Дата обновления: 11.09.2016. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=80753927 (дата обращения: 29.01.2017).