Ученые провели эксперимент, который демонстрирует, насколько необычной может быть квантовая физика. Они использовали частицы света, существующие одновременно в 37 измерениях, чтобы проверить экстремальную версию квантового парадокса. Это исследование показывает, как нетипично могут вести себя частицы.
Эксперимент был сосредоточен на парадоксе Гринбергера-Хорна-Цайлингера. Смысл последнего — в том, что квантовые частицы могут демонстрировать свойства, невозможные для классических систем.
Под руководством ученых из Китайского университета науки и технологий группа исследователей разработала метод его проверки с использованием фотонного процессора на основе оптоволокна.
В ходе работы они создали фотон, проникающий в 37 различных измерений, что значительно расширило понимание многомерных квантовых состояний.
Квантовая механика и классическая физика зачастую противоречат друг другу. Квантовая запутанность, например, предполагает, что состояние одной частицы может зависеть от кондиции другой, независимо от расстояния между ними. Это явление не вписывается в рамки классической физики, где объекты могут взаимодействовать только в пределах непосредственного окружения. Альберт Эйнштейн называл этот эффект «жутким действием на расстоянии».
Парадокс Гринбергера-Хорна-Цайлингера является важным доказательством того, что квантовая механика не может опираться на традиционные реалистические теории. В классической физике математические выражения строго логичны, но квантовый мир допускает такие противоречия, как «1 = −1», что подтверждает фундаментальные различия между двумя подходами.
Международная команда ученых хотела выяснить, насколько далеко могут зайти квантовые эффекты, и результаты оказались еще более удивительными, чем ожидалось. Если обычный человек существует в трех измерениях пространства и одном временном, то эти фотоны обладали значительно более сложной структурой.
Эксперимент позволил глубже понять неклассические свойства квантовых систем и задуматься над их применением. Квантовая физика уже используется в разработке новых технологий, таких как квантовые компьютеры и сверхточные сенсоры. Изучение многомерных состояний частиц сулит человечеству революционные прорывы в науке и технологиях.
Исследователи подчеркивают, что, несмотря на более чем вековое изучение квантовой механики, мы все еще находимся у истоков ее элементарных законов.
Ранее мы писали о том, из чего состоит ядро черной дыры.
