|
Два эксперимента доказали, что Эйнштейн ошибался
|
|
|
|
1920-е годы были невероятным временем для науки. Десятилетие, которому предшествовало ошеломляющее подтверждение общей теории относительности Альберта Эйнштейна благодаря солнечному затмению в мае 1919 года, ознаменовалось подтверждением существования других галактик, открытием пенициллина и рождением современной квантовой механики. С научной точки зрения, это был настоящий прорыв десятилетия.
|
|
|
|
Однако это изобилие научных знаний сопровождалось некоторыми понятными разногласиями. Например, становилось все более очевидным, что элегантные теории Эйнштейна, которые, казалось, управляли Вселенной на макроуровне, не совсем соответствовали квантовым странностям, обнаруженным на субатомном уровне. В одной из самых известных дискуссий десятилетия приняли участие, пожалуй, два величайших физика столетия: сам Эйнштейн и Нильс Бор, всемирно известный датский физик-теоретик, который является основополагающей фигурой в квантовой механике. Речь шла об идее “дополнительности”, которая утверждала (простыми словами), что частичная и волновая природа фотона не могут быть измерены одновременно.
|
|
|
|
Эйнштейн полагал, что, используя сложный эксперимент с двумя щелями, включающий пружину, которая сжимается при входе фотона, можно узнать о частичной природе этого фотона, основываясь на том, в какую щель он вошел, и о его волновой природе, основанной на интерференционной картине. Бор не согласился с этим, заявив, что квантово-механический принцип неопределенности, по существу, делает это обнаружение невозможным.
|
|
|
|
|
|
|
Теперь, в ходе двух последовательных экспериментов - оба опубликованы в журнале Physical Review Letters - ученые из Массачусетского технологического института и Университета науки и технологии Китая (USTC), похоже, решили вопрос в пользу Бора. Ранее в этом году Вольфганг Кеттерле (вместе с коллегами из Массачусетского технологического института) создал то, что авторы исследования называют “идеализированной версией эксперимента с двойной щелью”, в котором они использовали отдельные атомы в качестве щелей и слабых пучков света, чтобы эти атомы рассеивали только один фотон. Кеттерле и его команда, по сути, обнаружили обратную зависимость между двумя состояниями фотона: чем больше информации было получено о траектории фотона (т.е. о природе частиц), тем менее заметной была интерференционная картина (т.е. волновая природа).
|
|
|
|
В эксперименте USTC, который исследует те же дебаты различными способами, использовался атом рубидия, удерживаемый на месте оптическим пинцетом. Затем команда использовала лазеры и электромагнитные поля для управления квантовыми свойствами атома и рассеиванием света в двух направлениях. Они также обнаружили, что утверждение Бора справедливо.
|
|
|
|
“От вида квантовой механики ”в действии" на этом фундаментальном уровне просто захватывает дух", - сказал Чао-Ян Лу в интервью New Scientist. “Контраргумент Бора был блестящим. Но мысленный эксперимент оставался теоретическим на протяжении почти столетия”.
|
|
|
|
Лу и его команда надеются использовать свою экспериментальную установку для изучения других, менее известных аспектов квантовой реальности, включая природу взаимосвязи между декогеренцией и запутанностью.
|
|
|
|
Источник
|
