Группа итальянских учёных провела знаменитый квантовый эксперимент Джона Уилера с отложенным выбором, задействовав при этом находящийся на орбите спутник. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
В начале XX века учёные установили, что свет, который до этого считался электромагнитной волной, состоит из частиц — квантов света, фотонов. Внешнее проявление света в виде волны или частицы зависело от того, как именно ставился эксперимент. Так родились представления о корпускулярно-волновом дуализме квантовых частиц, который впоследствии был распространён на все другие частицы микромира.
В мысленном эксперименте Джона Уилера квантовая частица «принимает решение» о том, как себя вести — как волна или как частица — в зависимости от того, как исследователи ставят эксперимент. Тогда, рассуждал Уилер, если мы поменяем условия эксперимента после того, как частица вылетела, но ещё до того, как мы её поймали, «узнает» ли она об этом, и изменит ли своё поведение? Такого рода эксперименты получили название экспериментов с отложенным выбором.
Особенно Уилера интересовало поведение фотонов, которые идут от очень далёких объектов — такие, как квазары, и которые в соответствии с принципами теории относительности никак не могу знать, что мы тут на Земле собираемся с ними сделать.
Было проведено множество экспериментов с отложенным выбором, и всегда результат был один — частица всегда «узнавала», как ей себя вести. Это не должно вызывать удивления, поскольку разделение поведения квантовых частиц на волновое и корпускулярное — условно. На самом деле они представляют собой объекты, которые проявляют корпускулярно-волновой дуализм, и в некотором смысле являются одновременно и волнами, и частицами.
Тем не менее, расширение пределов таких экспериментов на всё большие расстояния представляет определённый интерес. В эксперименте, проведённом итальянцами, они задействовали в качестве одного из зеркал установки зеркало, установленное на спутник, находящийся на низкой орбите. За время, пока фотон совершал путь из лаборатории до спутника и обратно, учёные имели более чем достаточно времени, чтобы изменить условия своего эксперимента.
Как и ожидалось, фотоны не дали себя «обмануть» и в этот раз.
Читайте также
Учёные утверждают, что впервые измерили квантовые флуктуации напрямую
Физики подтвердили существование «неклассических» траекторий в эксперименте с тремя щелями
Квантовый симулятор невозможной физики
Подписывайтесь также на мой канал в Телеграме