ФІЗИКИ ПІДТВЕРДИЛИ, ЩО ТРИ «КВАНТОВІ ГОЛУБИ» ЗАЙМАЮТЬ ДВІ КЛІТКИ

Згідно з математичною концепцією, відомою як «принцип голубів і ящиків», якщо у голубнику менше місць, ніж голубів, то деяким птахам доводиться ділити місце з іншими. Однак фотони – елементарні частинки світла – можуть порушувати це правило.

Про йдеться в експерименті, описаного в статті журналу National Academy of Sciences, повідомляє naked-science.

Принцип голубів і ящиків (або принцип Діріхле) говорить, що, якщо три голуби сідають в дві клітки, в одній з них має бути принаймні два птахи. Незважаючи на всю очевидність, ця ідея допомагає визначити, чим є числа і що означає перерахунок будь-яких предметів. Однак в разі квантової реальності вчені передбачали, що три «голуби» – квантові частинки – можуть поміститися в дві клітки, при цьому жоден з них не буде розділяти клітку з іншим. Це так званий ефект квантового голубника.

Автори дослідження відзначили, що ефект квантового голубника кидає виклик нашому розумінню основ, що вимагає експериментального підтвердження. Вони також згадали, що квантовий голубник може дати потенційне застосування для пошуку більш складних і фундаментальних квантових ефектів.

В ході дослідження в якості трьох голубів були використані три фотона. Замість того, щоб «розштовхати» фотони по кліткам, дослідники вивчили поляризацію частинок (напрямок коливання електромагнітних хвиль фотонів, яке може бути або горизонтальним, або вертикальним). Так як всього було три фотона і дві поляризації, згідно зі стандартною математикою, можна припустити, що як мінімум у двох частинок поляризація була однаковою. Коли вчені порівняли поляризації частинок, вони виявили, що ніякі з них не збігалися за цим параметром, підтвердивши таким чином реальність ефекту квантового голубника.

Така незвичайна поведінка – результат поєднання і без того дивних квантових ефектів. Фотони починають експеримент у досить дивному стані – суперпозиції, – тобто їх поляризація одночасно і горизонтальна, і вертикальна. При порівнянні поляризацій двох фотонів вимір виробляє непомітний зв’язок між частинками – це явище відоме як квантова заплутаність. Ці парадоксальні властивості дозволяють часткам робити неймовірні речі.

Такий результат – не перше експериментальне підтвердження цієї ідеї, але він зміцнив всі раніше отримані результати.

 «Я впевнений, що це дослідження – кращий з проведених на сьогодні експериментів», – сказав Джефф Толлаксен з Чепменского університету, який був одним з фізиків-теоретиків, котрі припустили цей ефект в 2014 році.

Дослідження вперше підтвердило, що квантові голуби «бешкетують» при всього лише одній конкретній умові. Толлаксен і його колеги передбачили, що для надання такої дії необхідно дуже акуратне відтворення вимірювання – так, щоб не потурбувати чутливі квантові частинки. Нова робота підтвердила, що вимірювання дійсно має бути слабким для появи ефекту.

Читайте більше тут: https://zik.ua/news/2019/02/18/fizyky_pidtverdyly_shcho_try_kvantovi_goluby_zaymayut_dvi_klitky_1512487