Фотоны подтвердили реальность парадокса квантовой голубятни — Naked Science
14 февраля
6 минут
Редакция
2

Фотоны подтвердили реальность парадокса квантовой голубятни

Три квантовых «птицы» могут занимать две клетки, при этом ни в одной из них не будет две частицы.

f5

Согласно математической концепции, известной как «принцип голубей и ящиков», если в голубятне меньше мест, чем голубей, то некоторым птицам приходится делить место с другими. Однако фотоны — элементарные частицы света — могут нарушать это правило, согласно эксперименту, описанному в статье журнала National Academy of Sciences.

 

Принцип голубей и ящиков (или принцип Дирихле) гласит, что, если три голубя усаживаются в две клетки, в одной из них должно быть по крайней мере две птицы. Несмотря на всю очевидность, эта идея помогает определить, чем являются числа и что означает пересчет каких-либо предметов. Однако в случае квантовой реальности ученые предсказывали, что три «голубя» — квантовые частицы — могут поместиться в две клетки, при этом ни один из них не будет разделять клетку с другим. Это так называемый эффект квантовой голубятни.

 

Авторы исследования отметили, что эффект квантовой голубятни бросает вызов нашему пониманию основ, что требовало ясного экспериментального подтверждения. Они также упомянули, что квантовой голубятне можно найти потенциальное применение для поиска более сложных и фундаментальных квантовых эффектов.

 

Схема эксперимента / © University of Science and Technology of China in Hefe

 

В ходе исследования в качестве трех голубей были использованы три фотона. Вместо того чтобы «растолкать» фотоны по клеткам, исследователи изучили поляризацию частиц (направление колебания электромагнитных волн фотонов, которое может быть либо горизонтальным, либо вертикальным). Так как всего было три фотона и две поляризации, согласно стандартной математике, можно предположить, что как минимум у двух частиц поляризация была одинаковой. Когда ученые сравнили поляризации частиц, они обнаружили, что никакие из них не совпадали по этому параметру, подтвердив таким образом реальность эффекта квантовой голубятни.

 

Такое необычное поведение — результат совмещения и без того странных квантовых эффектов. Фотоны начинают эксперимент в довольно странном состоянии — суперпозиции, — то есть их поляризация одновременно и горизонтальна, и вертикальна. При сравнении поляризаций двух фотонов измерение производит незаметную связь между частицами — это явление известно как квантовая запутанность. Эти парадоксальные свойства позволяют частицам делать невообразимые вещи.

 

Тогда как такой результат — не первое экспериментальное подтверждение этой идеи, он упрочил все ранее полученные результаты.

 

«Я уверен, что это исследование — лучший из проведенных на сегодня экспериментов», — говорит Джефф Толлаксен из Чепменского университета, который был одним из физиков-теоретиков, предположивших этот эффект в 2014 году.

 

Исследование впервые подтвердило, что квантовые голуби «безобразничают» при всего лишь одном конкретном условии. Толлаксен и его коллеги предсказали, что для проявления этого эффекта необходимо крайне аккуратное воспроизведение измерения — так, чтобы не побеспокоить чувствительные квантовые частицы. Новая работа подтвердила, что измерение действительно должно быть слабым для появления эффекта.

Вчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

Позавчера, 11:52
4 минуты
Сергей Васильев

В янтаре сохранились не только перья динозавров, но и пившие их кровь насекомые мелового периода.

Вчера, 13:51
23 минуты
Александр Березин

Спутниковые снимки показывают: отказ от пахоты в Штатах ведет к росту урожайности при снижении затрат. Россия, где был создан этот метод, сегодня его почти не применяет. Разбираемся, почему так получилось и чем он лучше традиционной вспашки.

Вчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

7 декабря
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Вчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

Альберт
14.02.2019
-
0
+
Есть один неизменный постулат, который является основой всего строения мироздания и он выглядит так - Свойства пространства, материи и времени зависят от колебательного процесса энергетической пары плюса и минуса. Конструктивно она похожа на ленту Мебиуса. Плюс и минус - это основа всего мироздания. Если хотите проще, то это ИНЬ и ЯНЬ, черное и белое, зло и добро, огонь и пламя, наконец, ум и глупость. Всё остальное продукт этих колебаний.
Владимир Циряпкин
14.02.2019
-
0
+
Чушь. Одна математика. "Учёные измерили поляризацию фотонов". Бред.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: