Експеримент фізиків встановив, що наш світ не може бути квантовим
Експеримент фізиків встановив, що наш світ не може бути квантовим

Експеримент фізиків встановив, що наш світ не може бути квантовим

Австрійські фізики провели за допомогою нейтронної інтерферометрії виміру нерівності Леггетта - Гарга і дійшли чіткого висновку: ніяка класична теорія не може правильно описати реальність. Це дослідження стало новим доказом того, що частка може перебувати в суперпозиції двох станів, пов'язаних з різними точками простору навіть на відстані кількох сантиметрів.

Чи можна описати поведінку квантових об'єктів класичною теорією, чи частки дійсно можуть перебувати у кількох місцях одночасно, як стверджує квантова фізика? У 1985 році вчені Ентоні Леггетт і Анупам Гарг запропонували свою відповідь на це питання: якщо світ можна описати теоретично без суперпозиції та інших квантових феноменів, він повинен підкорятися певній нерівності. Якщо світ і справді квантовий, ця нерівність буде порушена.

Нерівність Леггітта - Гарга ідейно схожа на більш відому нерівність Белла, яка описує, як пов'язана поведінка двох заплутаних об'єктів. Різниця в тому, що нерівність Леггітта-Гарга стосується зміни стану об'єкта в часі.

Вчені виходили з того, що об'єкт можна виміряти у різні моменти часу. Кожен вимір має дати один із двох можливих результатів. У такому разі, можливо провести статистичний аналіз того, наскільки сильно результати різних моментів корелюють один з одним, навіть не знаючи, як змінилося стан об'єкта в часі. Якщо теорія класичного реалізму правильна, то рівень кореляцій не може бути вищим за певну межу (До бути менше 1). Якщо ж об'єкти підпорядковуються законам квантової теорії, то буде більше 1.

Попередні експерименти вже демонстрували порушення нерівності Леггітта — Гарга у кількох квантових системах, включаючи фотонні кубити, ядерні спини та надпровідні кубити. Однак у дослідженнях, проведених фізиками з Віденського технічного університету, є низка важливих особливостей, повідомляє Physics World. Використання нейтронного інтерферометра дозволило виміряти положення нейтронів у трьох окремих регіонах: перед, усередині та позаду інтерферометра.

Зіставивши результати кількох раундів експериментів, фізики показали, що нерівність Леггітта-Гарга дійсно порушується: К = 1,12 ± 0,026.

"Отримані нам результати не можна пояснити в рамках макрореалістичних теорій, лише квантовою теорією", - заявив Спонар. Судячи з даних вимірювань, нейтрон повинен перебувати у когерентній суперпозиції станів системи. Це фундаментальна властивість квантової механіки.

Фізики зі США та Канади розробили та провели експерименти з кристалічним матеріалом, фторидом ітрію та літію, легованим гольмієм. І стали свідками найбільшого макроскопічного квантового феномену в лабораторних умовах — квантового тунелювання величезної кількості магнітних спинів.

Джерело матеріала
loader
loader