Опыт 19 века помог физикам раскрыть "сюрреализм" квантовой физики

/
Физики из Канады заявляют, что им удалось измерить траекторию полета спутанных фотонов через две щели в ширме, которые, как оказалось, движутся сюрреалистичным образом, внезапным и нелогичным образом меняя траектории движения при попытке их "поймать".

МОСКВА, 20 фев – РИА Новости. Повтор эксперимента двухвековой давности, демонстрирующего волновую природу света, помог физикам выяснить, что "спутанные" частицы света движутся сюрреалистичным образом, внезапным и нелогичным образом меняя траектории движения при попытке их "поймать", говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Квантовая механика, как показали первые расчеты и опыты в этой области физики в 20 годах прошлого века, носит вероятностный характер. Иными словами, мы не можем абсолютно точно одновременно измерить, где будет находиться и как будет двигаться частица во время наблюдений за ней, а лишь примерно выяснить значения для этих двух параметров.

Примером этого является так называемый эксперимент Юнга, проведенный английским физиком Томасом Юнгом в 1802 году.

Если мы пропустим луч из одиночных фотонов через ширму с двумя параллельными щелями, удаленными друг от друга на расстояние, соответствующее длине волны света, то тогда мы увидим три ярких полосы, состоящие из точек. Если мы попытаемся узнать, через какую из дырок будет идти фотон, подставив детектор света под одну из них, то тогда полосы просто исчезнут.

Подобное поведение частиц заставило ученых задуматься – как на самом деле движется фотон, где он находится до того, как мы его измерим, и похожа ли его траектория движения на линию, конус или вообще что-то иное. Вопрос, что на самом деле происходит, вызывает самые ожесточенные споры среди физиков.

Как рассказывает Эфраим Штайнберг (Aephraim Steinberg) из университета Торонто (Канада), большинство физиков сегодня считает, что мы принципиально не можем определить траекторию частиц из-за принципа неопределенности Гейзенберга. Они считают, что ее просто не существует, и что траекторию движения фотона нельзя восстановить, зная его конечное положение. Другие полагают, что каждое измерение порождает бесчисленное множество "параллельных вселенных", а третьи – считают, что движением фотонов управляет некие скрытые от нас процессы (или переменные, как их называют ученые).

Ученые рядом с экспериментальной установкой
Российские физики впервые восстановили "запутанность" квантового света

Главным примером такой интерпретации квантовой механики является теория де Бройля-Бома, которая постулирует, что частицы движутся по четко заданным траекториям, подмножество которых задает так называемая "функция-пилот", представляющая собой еще одну волновую функцию. Выбор траектории фотона в этой теории задается состоянием этой функции и изначальным положением частицы, что, как считают сторонники этой идеи, и объясняет кажущуюся случайность квантового мира.

Данную теорию, по словам Штайнберг, критикуют за то, что она требует существования нелокальности – возможности воздействия и связи одной частицы с другой на каком угодно расстоянии и при любых масштабах, что напрямую противоречит специальной теории относительности Эйнштейна, в справедливости которой никто не сомневается.

Физик Джон Белл в 1982 году
Ученые: квантовая физика успешно прошла самую жесткую проверку

Штайнберг и его коллеги на практике продемонстрировали, что эта нелокальность существует, а также проследили за траекториями движения фотонов. Они оказались очень похожи на результаты расчетов "функции-пилота", научившись измерять положение "запутанных" фотонов,  пропуская один из них через специальный набор линз и две щели, а другой – через детектор одиночных фотонов. Положение первой частицы ученые периодически меняли, приближая и удаляя одну из линз от источника света.

Эти наблюдения показали, что частицы света движутся не по "размазанным" траекториям, а по четким линиям. Движение фотонов по этим "дорожкам" было, как пишут физики, сюрреалистичным – положение первой частицы зависело от того, когда и куда второй фотон попадал внутри детектора, и наоборот — положение первого фотона влияло на поляризацию второго. Данный факт, как считают авторы статьи, говорит о том, что частицы ведут себя нелокальным образом.

"И стандартная Копенгагенская интерпретация, и теория Де-Бройля-Бома корректно описывают результаты этих экспериментов, и они математически эквивалентны друг другу. Просто теперь мы можем сказать, что мы действительно можем видеть траекторию движения частиц, а не просто рассчитывать его волновую функцию и ожидать ее коллапса", — заключает Штайнберг.

РИА Наука
Обсуждение
1 пользователь оставил 1 комментарий
  • Что, с моей точки зрения, свидетельствует с одной стороны в пользу теории суперструн (две связанные частицы - чем не струна?), а с другой - о том, что скорость света потенциально преодолима - коль скоро частицы взаимодействуют нелокально - т.е. быстрее скорости света ;-)
    14:03
    20.02.2016
Партнеры



Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.