Фотоны подтвердили реальность парадокса квантовой голубятни — Naked Science
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
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
3 часа назад
4 минуты
Ольга Иванова

NASA смоделировало ситуацию, при которой нашей планете угрожает крупное небесное тело, и выяснило, как много времени понадобится землянам, чтобы предотвратить катастрофу. Спойлер: мы все умрем.

10 часов назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

Вчера, 15:52
5 минут
Ольга Иванова

Американские ученые проанализировали опыт жизни в изоляции населения Рапа-Нуи, чтобы выяснить, с какими проблемами могут столкнуться первые переселенцы на Марс и как эффективнее решить подобные вопросы.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

17.02.2019
-
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.
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: