Експеримент, у якому було проведено 37 вимірювань, виявив, що квантова фізика виявляється ще більш загадковою, ніж раніше уявлялося.

Вивчення найпарадоксальніших квантових станів частинок сприяло тому, що фізики розробили оригінальний експеримент.

Група фізиків зуміла створити світлові частинки, що фактично існують одночасно в 37 вимірах, з метою перевірки екстремальної версії квантового парадокса. За словами дослідників, результати експерименту продемонстрували, що квантова фізика суттєво відрізняється від класичної фізики, що спростовує багато існуючих уявлень. Ці findings були опубліковані в журналі Science Advances, повідомляє New Scientist.

У Фокус. Технології тепер є в Telegram! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найновіших та найцікавіших новин з галузі науки!

Автори дослідження зосередилися на парадоксі Грінбергера-Горна-Цайлінгера (ГГЦ), який показує, що квантові частинки можуть залишатися пов'язаними на великих відстанях. У найпростішій версії парадокса три частинки пов'язані за допомогою квантової заплутаності, особливого зв'язку, що дає змогу спостерігачам дізнатися щось про одну частинку, взаємодіючи з двома іншими.

Попередні експерименти продемонстрували, що ситуація, коли частинки здатні взаємодіяти лише при безпосередньому контакті, а квантова заплутаність заборонена, призводить до математичних парадоксів. Насправді, цей парадокс можна описати через обчислення, що завершується рівнянням 1 і -1, що є суперечливим. У 90-х роках XX століття науковці усвідомили, що єдиним способом уникнути таких парадоксів є визнання можливості участі частинок у квантовій заплутаності.

Дослідники мали на меті розробити найрадикальнішу інтерпретацію цього парадоксу на сьогоднішній момент. Зокрема, вони прагнули виявити стани фотонів або світлових частинок, чия поведінка в рамках експерименту з ГГЦ суттєво контрастувала б із характеристиками класичних фізичних частинок.

Розрахунки вказують на те, що фотони повинні знаходитися в квантових станах, які є настільки складними, що їх можна порівняти з існуванням у 37 вимірах. Подібно до того, як ваш поточний стан можна описати через три просторові координати і один часовий параметр, для визначення стану кожного фотона необхідно використовувати 37 подібних вимірювань.

Фізики провели експеримент, протестувавши цю концепцію, адаптувавши багатовимірну версію парадоксу ГГЦ до ряду імпульсів надзвичайно когерентного світла. Це світло відрізнялося високою однорідністю в кольорі та довжині хвилі, що дало можливість вченим здійснювати контроль над ним.

Фізики стверджують, що стан, який закодований у світлі, а також його вимірювання підпорядковуються одній і тій же математичній основі, що є фундаментом квантової фізики. Це відкриває можливість для експериментів, які можуть демонструвати деякі з найпарадоксальніших явищ у квантовій сфері. Однак реалізація такого квантового моделювання є надзвичайно складною з технічної точки зору і вимагає високої стабільності та точної калібрування апаратури.

Вчені кажуть, що результат експерименту може бути актуальним і через 100 років. Крім дослідження меж квантовості, нова робота може також мати наслідки для того, як квантові стани світла й атомів використовують для обробки інформації, наприклад, у квантових обчисленнях.

Також Фокус писав про те, що фізики майже розкрили секрет того, як діє квантова заплутаність. Це може краще зрозуміти, яким чином частинки, навіть розділені великою відстанню, все ще можуть бути пов'язані одна з одною.

Фокус також повідомляв про те, що астрономи виявили основні регіони формування планет у нашій галактиці Чумацький Шлях. Процес утворення планет відбувається в умовах, де наявні значні кількості важких хімічних елементів.