МОСКВА, 6 декабря. /ТАСС/. Европейские и чилийские физики впервые на практике доказали в рамках одного и того же эксперимента наличие неразрывной связи между двумя главными принципами квантовой физики — одновременным наличием у квантовых объектов свойств волн и частиц, а также невозможностью измерить все их физические характеристики с максимальной точностью. Об этом сообщила пресс-служба Университета Линчепинга.
«С нашей точки зрения, данный эксперимент является наглядной демонстрацией базовых свойств квантовых объектов в соответствии с законами квантовой механики. Пока у него нет практических применений, однако в будущем на его базе могут быть созданы технологии, связанные с защитой и передачей информации, а также с квантовыми вычислениями», — пояснил доцент Университета Линчепинга (Швеция) Гильерме Ксавье, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают ученые, проведенный ими эксперимент связывает два ключевых феномена из мира квантовых объектов — корпускулярно-волновой дуализм и так называемую энтропическую неопределенность, расширенную версию принципа неопределенности Гейзенберга. Под первым словом ученые понимают тот факт, что любой квантовый объект, в том числе частицы света, одновременно ведут себя и как материальный объект-частица, и как волна.
В 2014 году физики из Сингапура открыли теоретические свидетельства того, что существование подобной контринтуитивной особенности поведения квантовых частиц вытекает из энтропической неопределенности, еще одного краеугольного камня квантовой механики. Он выражается в том, что все физические характеристики квантовых объектов невозможно одновременно измерить с максимальной точностью, в том числе их волновые и материальные характеристики, из-за чего часть переносимой ими информации неизбежно теряется в процессе замеров.
Ученые впервые на практике продемонстрировали это в рамках эксперимента, в ходе которого физики особым образом «закрутили» луч лазера и пропустили его через интерферометр. Он представляет собой оптический прибор, позволяющий расщеплять поток частиц света на две части и определять разницу между его половинами. Ученые собрали этот интерферометр таким образом, что характер расщепления им луча лазера можно было очень быстро менять, а также блокировать движение частиц света в одном из двух его «рукавов».
В результате этого физики могли очень гибко управлять тем, вели ли себя частицы света как волна или материальный объект, что позволило им проследить за движением одиночных фотонов и волн света через интерферометр и их взаимодействиями друг с другом. Эти замеры подтвердили, что волновые и материальные характеристики нельзя одновременно измерить с самой высокой точностью, что подтвердило гипотезу сингапурских физиков и доказало наличие связи между этими двумя ключевыми понятиями квантовой механики, подытожили исследователи.
