Эксперимент положил конец спору

В области квантовой физики китайские исследователи осуществили новаторский эксперимент, представляющий собой современную интерпретацию мысленного эксперимента Альберта Эйнштейна. Данное исследование, опубликованное в авторитетном журнале Physical Review Letters, подтверждает, что квантовые свойства света полностью согласуются с принципами Нильса Бора, в частности с принципом дополнительности.

В рамках эксперимента был использован одноатомный интерферометр для демонстрации того, что квантовая частица не может одновременно проявлять как волновые, так и корпускулярные свойства. Этот вывод основан на классическом опыте с двумя щелями, который демонстрирует корпускулярно-волновой дуализм света. Когда фотоны проходят через щели поодиночке, они ведут себя как частицы, создавая на экране интерференционную картину, характерную для волновых процессов.

Эйнштейн предложил модификацию этого эксперимента, заключающуюся в добавлении элемента, который фиксировал бы импульс фотона для определения его траектории без нарушения интерференции. Пань Цзяньвэй и его команда успешно реализовали эту идею, используя охлаждённый до крайне низких температур атом рубидия, помещённый в лазерный луч. Под воздействием фотона атом смещался в слабом поле, что позволяло определить его траекторию, но приводило к исчезновению интерференционной картины. В сильном поле смещение было минимальным, что приводило к потере информации о траектории и восстановлению интерференции.

Эксперты высоко оценили этот эксперимент, отметив его как одну из наиболее чистых демонстраций принципа дополнительности Бора. Данный принцип утверждает, что измерение одних свойств квантовой системы неизбежно влечёт за собой потерю информации о других. Манипуляции с отдельным атомом предоставляют уникальные возможности для изучения процессов декогеренции и квантовой запутанности, что открывает перспективы для создания более надёжных квантовых вычислительных систем и сенсоров, пишет progorodsamara.ru.