Физики продемонстрировали квантовый сюрреализм

Физики из Торонтского университета в Канаде продемонстрировали то, что критики их предыдущих работ назвали квантовым сюрреализмом. Проведенный учеными эксперимент подтверждает интерпретацию квантовой механики, предположенную физиками Луи Де Бройлем и Дэвидом Бомом. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, а кратко о нем сообщает EurekAlert!

Ученые провели эксперимент, в котором отследили траектории скоррелированных фотонов после того, как они прошли через одну из щелей в сторону экрана — нелокальное влияние одной частицы на другую, вызванное их квантовым запутыванием. Пути частиц сформировали характерное сюрреалистическое изображение. Таким образом ученым удалось подтвердить теорию де Бройля-Бома, которую ее противники критикуют за неспособность описать поведение запутанных фотонов.

«Я мало сосредоточен на изучении философского вопроса о том, что там на самом деле происходит. Я думаю, что приземленное исследование плодотворнее. Вместо рассуждений о различных метафизических интерпретаций я предпочитаю использовать фотографии. Они полезны для формирования интуитивного представления», — сказал один из авторов исследования физик Эфрем Стэйнберг.

Копенгагенская интерпретация квантовой механики использует принцип неопределенности Вернера Гейзенберга (невозможно одновременно точно определить положение и импульс частицы). Измерение состояния квантовой частицы классическим прибором изменяет состояние первой, так что о положении частицы (после измерения) экспериментатор узнает только с некоторой вероятностью.

В интерпретации де Бройля-Бома частицы имеют реальные траектории, которые определены, в отличие от копенгагенской интерпретации, до процедуры измерения. Математическое описание этого достигается при помощи использования так называемых волн-пилотов. Теорию впервые предложил в 1920-х годах французский физик де Бройль и развил в 1950-х годах американский ученый Бом.

В своем эксперименте ученые показали, что сюрреализм стал следствием нелокальности — того факта, что частицы могут влиять друг на друга мгновенно на расстоянии. Ученые отмечают, что, хотя копенгагенская и де Бройля-Бома интерпретации математически и экспериментально эквивалентны, визуализация реальных траекторий может быть полезным приемом.