Январь 2026 года войдёт в историю физики как месяц, когда кусок металла размером с крупный вирус официально плюнул в лицо классической механике и здравому смыслу заодно. Группа исследователей из Венского университета под руководством Маркуса Арндта опубликовала в Nature результаты эксперимента, от которого у Ньютона случился бы инфаркт, а Эйнштейн — тот самый, который до конца жизни не мог смириться с квантовой «чертовщиной» — перевернулся бы в гробу с частотой, достойной отдельного научного исследования.
Суть происходящего безобразия проста и одновременно невыносима для рационального ума: наночастицы натрия, содержащие более семи тысяч атомов и весящие 170 килодальтон, продемонстрировали квантовую интерференцию. Говоря человеческим языком — эти металлические крошки находились в двух местах одновременно, разделённые расстоянием в 133 нанометра. Для частицы диаметром 8 нанометров это всё равно что вы бы одновременно сидели дома и стояли в очереди за кофе в соседнем квартале.
И нет, это не метафора. Не поэтическое преувеличение. Не журналистский кликбейт. Это экспериментально подтверждённый факт, опубликованный в одном из самых авторитетных научных журналов планеты.
Квантовая суперпозиция для тех, кто прогулял физику
Давайте разберёмся с этой квантовой ересью с самого начала, потому что большинство людей — включая, подозреваю, некоторых политиков, принимающих решения о финансировании науки — имеют о квантовой механике представление на уровне «там что-то про кота, который одновременно жив и мёртв».
Суперпозиция — это не философская абстракция и не мысленный эксперимент для развлечения скучающих профессоров. Это фундаментальное свойство квантовых объектов существовать во всех возможных состояниях одновременно до момента измерения. Электрон не «где-то там летает, просто мы не знаем где» — он буквально размазан по пространству, существуя везде и нигде конкретно.
Проблема в том, что эта квантовая вакханалия прекрасно работает для отдельных атомов и электронов, но категорически отказывается проявляться в макромире. Ваш кот совершенно точно либо жив, либо мёртв — никакой суперпозиции. Чашка кофе стоит на столе в конкретном месте. Вы читаете эту статью в определённой точке пространства-времени.
Вопрос, терзавший физиков почти столетие: где проходит граница? На каком уровне сложности и массы квантовый мир сдаётся и уступает место классической определённости? Некоторые теоретики предполагали, что сама гравитация «схлопывает» квантовые состояния массивных объектов. Другие изобретали экзотические модификации уравнения Шрёдингера. Третьи просто разводили руками и говорили, что это философская проблема, а не физическая.
А венские экспериментаторы взяли и отодвинули эту границу настолько далеко, что предыдущие рекорды выглядят детскими шалостями.
Что именно сделали венские безумцы
Установка с романтичным названием MUSCLE (Multiscale Cluster Interference Experiment) — это интерферометр Тальбо-Лау, только вместо света через него летят кластеры натрия. Представьте себе трубу длиной почти три метра, внутри которой поддерживается вакуум на уровне 10⁻⁹ миллибар — это в триллион раз меньше атмосферного давления.
На входе — криогенный источник, где натрий испаряется при 650 кельвинах в смесь гелия и аргона, охлаждённую до температуры жидкого азота. В этом адском котле рождаются металлические наночастицы — от пяти до десяти тысяч атомов натрия, слипшихся в крошечные шарики. Они вылетают со скоростью около 160 метров в секунду, что соответствует длине волны де Бройля от 10 до 22 фемтометров.
Фемтометр — это 10⁻¹⁵ метра. Для сравнения: диаметр атомного ядра — несколько фемтометров. То есть волновые свойства этих наночастиц проявляются на масштабах, сопоставимых с размером протона.
Три ультрафиолетовые лазерные решётки с периодом 133 нанометра создают стоячие световые волны. Первая решётка «подготавливает» когерентность — заставляет частицы забыть, что они якобы должны быть где-то конкретно. Вторая — дифракционная — расщепляет волновую функцию. Третья — детектирующая — сканирует результат.
И результат этот — чёткие интерференционные полосы с видимостью до 10%. Это значит, что наночастицы прошли через обе щели одновременно, как положено порядочным квантовым объектам, и провзаимодействовали сами с собой, создав характерный волновой узор.
Критически важный момент: исследователи доказали, что наблюдаемая картина не может быть объяснена классической физикой. Зависимость контраста интерференции от мощности лазера второй решётки идеально совпадает с квантовой моделью и категорически расходится с классическими предсказаниями.
Макроскопичность: почему это рекорд абсурда
В квантовой физике есть специальная метрика для измерения степени безумия — квантовая макроскопичность (μ). Она показывает, насколько сильно данный эксперимент «растягивает» квантовую механику в сторону макромира и насколько убедительно он опровергает гипотетические модификации уравнения Шрёдингера.
Венский эксперимент показал μ = 15.5. Предыдущий рекорд, установленный в 2023 году с помощью акустических резонаторов, составлял около 14. Казалось бы, разница невелика — но шкала логарифмическая. Это означает рост на порядок величины.
Для контекста: эксперименты с интерференцией отдельных атомов дают макроскопичность около 8-10. Знаменитые опыты с молекулами фуллерена C₆₀ в 1999 году — порядка 7. Интерференция органических макромолекул массой 25 килодальтон в 2019 году — около 12.
Масса в 170 килодальтон — это уже территория биологии. Это больше, чем вироид кокосовой пальмы (81 кДа) — простейший известный патоген. Это сопоставимо с иммуноглобулином G (150 кДа) — антителом, циркулирующим в вашей крови прямо сейчас. Следующая цель — мегадальтонный диапазон, где обитают мелкие вирусы вроде вируса табачной некрозы.
И самое провокационное: эксперимент не обнаружил никаких признаков «схлопывания» квантового состояния из-за гравитации или каких-либо других гипотетических механизмов. Стандартная квантовая механика работает. Без модификаций. Без поправок. Без компромиссов.
Реальность, похоже, действительно настолько странная, как утверждали отцы-основатели квантовой теории. И это только начало.
Философия на грани нервного срыва
Философские импликации этого эксперимента настолько глубоки, что большинство людей предпочитает о них не думать — примерно как о неизбежности смерти или о том, что происходит с данными после принятия пользовательского соглашения.
Копенгагенская интерпретация квантовой механики утверждает, что объекты не имеют определённых свойств до измерения. Наночастица не «была где-то, но мы не знали где» — она объективно находилась в суперпозиции двух положений. Это не вопрос нашего незнания, это фундаментальная природа реальности.
Многомировая интерпретация идёт ещё дальше: при каждом «схлопывании» волновой функции Вселенная расщепляется на параллельные ветви, в каждой из которых реализуется один из возможных исходов. С этой точки зрения, 170-килодальтонная наночастица в венском эксперименте буквально существовала в разных вселенных одновременно — пока детектор не «выбрал» одну из реальностей.
А теперь представьте, что это применимо к объектам размером с вирус. Или с бактерию. Или — страшно сказать — с нейрон.
Некоторые нейрофизиологи и философы сознания (Роджер Пенроуз, Стюарт Хамерофф) всерьёз рассматривают гипотезу о том, что квантовые эффекты играют роль в работе мозга. Если границу квантового мира можно отодвинуть до биологических масштабов — а венский эксперимент демонстрирует именно это — то вопрос о природе сознания приобретает совершенно новое измерение.
Впрочем, прежде чем впадать в экзистенциальный кризис, стоит отметить: когерентность в эксперименте сохранялась микросекунды, а наночастицы летели в идеальном вакууме при криогенных температурах. Ваш мозг работает в несколько иных условиях. Но граница сдвинулась — и это факт.
Будущее: вирусы в суперпозиции и конец здравого смысла
Куда движется эта безумная гонка за квантовой макроскопичностью? Авторы исследования не скрывают амбиций: следующая цель — мегадальтонный диапазон. Это означает частицы в 5-10 раз массивнее, с массой, сопоставимой с мелкими вирусами.
Технически это достижимо. Вертикальный интерферометр позволит увеличить время когерентности и работать с ещё более медленными частицами. Расчёты показывают, что при скорости 25 м/с можно будет однозначно продемонстрировать квантовую природу объектов массой более мегадальтона — и чётко отличить её от классического поведения.
А дальше — биологические наночастицы. Вирусы. Белковые комплексы. Возможно, даже простейшие органеллы.
Научное сообщество уже работает над методами получения когерентных пучков биомолекул в вакууме. Техники «ударной заморозки» позволяют переводить белки в газовую фазу без денатурации. Фотоклиивирование обеспечивает нейтрализацию заряженных молекул. Детекторы выходят на уровень чувствительности, достаточный для регистрации одиночных макромолекул.
Если — когда — квантовая интерференция будет продемонстрирована для вирусов, это станет не просто научной сенсацией. Это будет фундаментальный сдвиг в понимании границ между квантовым и классическим, между живым и неживым, между определённым и возможным.
И где-то на горизонте маячит вопрос, который учёные пока предпочитают обходить стороной: существует ли предел? Есть ли масштаб, на котором квантовая механика всё-таки сдаётся? Или мы живём во Вселенной, где любой объект — включая вас, читающих эти строки — является квантовым существом, просто слишком большим и тёплым, чтобы это заметить?
Заключение
Эксперимент венских физиков — это не просто очередная публикация в Nature и не абстрактное достижение, интересное лишь узкому кругу специалистов. Это очередной удар по интуитивному представлению о реальности, которое человечество выстраивало тысячелетиями.
Мы привыкли думать, что вещи находятся в определённых местах. Что объекты имеют конкретные свойства независимо от наблюдения. Что здравый смысл — надёжный проводник в понимании мира.
Квантовая механика столетие назад начала разрушать эти иллюзии. Но делала это на масштабах атомов и электронов — достаточно далеко от повседневного опыта, чтобы можно было закрыть глаза и продолжать жить, как будто ничего не изменилось.
Теперь граница безумия подобралась к размерам вирусов и белков. К масштабам, на которых работает биология. К молекулярным машинам, из которых состоите вы сами.
И квантовая механика, вопреки всем надеждам скептиков, отказывается умирать. Она просто становится больше.