Умеют ли атомы быть в двух пространствах сразу?

    Можно ли сразу забить гол не попасть по вратам? Во всем мире самых коротких объектов — да: в согласовании с пророчествами квантовой механики, микроскопичные объекты умеют выбирать различные пути сразу. Мир же макроскопических объектов подчиняется иным правилам: футбольный мяч, к примеру, все время движется в конкретном направлении. Однако умеют быть и лазейки. Физики из Вуза Бонна сделали опыт, который обязан по способности проверить это же. Первый опыт отобразит, умеют ли атомы цезия выбирать два пути сразу.

    Умеют ли атомы быть в двух пространствах сразу?

    Практически 100 годов назад физики Вернер Гейзенберг, Макс Борн и Эрвин Шредингер сделали новейшую область физики: квантовую механику. Объекты квантового мира — согласно квантовой теории — и не двигаются по одной ладно конкретной линии движения. Быстрее они умеют сразу воспринимать разнообразные пути и в итоге оказываться в различных пространствах. Физики именуют это же квантовой суперпозицией.

    На уровне атомов все смотрится эдак, как будто объекты строго подчиняются квантово-механическим законам. В протяжении почти всех лет почти все опыты подтвердили пророчества квантовой механики. Однако в нашем макроскопическом эксперементе мы смотрим, как только футбольный мяч выбирает только один путь. Он ни разу и не попадет в решетку врат и отпрыгнет от штанги сразу. Посему эдак?

    «Есть две различные интерпретации, — говорит целитель Андреа Альберти из Колледжа прикладной физики Вуза Бонна. — Квантовая механика допускает суперпозицию больших макроскопических объектов. Однако них состояние суперпозиции максимально хрупкое: даже тамошний факт, что мы смотрим за мячом, может повредить суперпозицию и вынудить мяч выбирать непосредственную траекторию».

    Умеют ли заглавные объекты играться по иным правилам?

    Умеют ли атомы быть в двух пространствах сразу?

    Представим, что пред нами два купола; под одним из их посиживает кот (a). Мы и не знаем, под каким конкретно. Мы поднимаем правый купол (b) и обнаруживаем, что он пустой. Таким макаром, мы делаем вывод, что кот обязан быть под левым куполом, не трогаем его. Если б мы подняли левый купол, мы бы побеспокоили кота, а уж измерение сбилось. Во всем мире макрореалистов эта расчетная схема измерения ничуть и не повлияла бы на состояние кота, он оставался бы размеренным всегда. В квантовом же мире отрицательное измерение, выявляющее местоположение кота (b), уничтожает состояние квантовой суперпозиции и оказывает влияние на итог опыта.

    Возможно и эдак, что футбольные мячи подчиняются совсем иным правилам, хорошим от тамошних, что приемлемы к одиночным атомам. «Давайте побеседуем об макрореалистичном представлении мира, — говории Альберти. — В согласовании с данной интерпретацией, мяч все время движется по конкретной линии движения, независящей от нашего наблюдения, и различается от атома».

    В сотрудничестве с Клайвом Эмари из Вуза Халла в Англии, команда Бонна выдумала экспериментальную схему, которая поможет выявить правильную интерпретацию. «Задача в фолиант, дабы создать схему измерения позиций атомов, которая дозволит фальсифицировать макрореалистичную теорию», — прибавляет Альберти.

    Описание опыта возникло в журнальчике Physical Review X: физики завоевали единичный атом цезия при помощи двух оптических пинцетов и перенесли его в двух различных направлениях. Во всем мире макрореалиста атом напоследок окажется в одном из двух конечных пт. Исходя из убеждений квантовой механики, атом окажется в суперпозиции двух положений.

    «Затем мы приименяли косвенные измерения, кои умеют обусловить конечное местоположение атома самым ласковым из потенциальных способов», — разговаривает аспирант Карстен Робенс. Даже этакое косвенное и мягкое измерение изрядно обменивает результаты опыта. Это же наблюдение исключает — фальсифицирует, как только произнес бы Карл Поппер — возможность тамошнего, что атомы цезия подчиняются макрореалистичной теории. Заместо сего экспериментальные выводы команды из Бонна хорошо вписываются в интерпретацию на базе состояний суперпозиции, кои разрушаются при проведении косвенных измерений. Все, что нам останется, это же признать, что атом вправду может выбирать различные пути сразу.

    «Это гораздо и не обосновывает, что квантовая механика ишачит с большими объектами, — предупреждает Альберти. — Следующим этапом будет зонирование двух позиций атома цезия на несколько мм. Ежели мы все гораздо найдем суперпозицию в процессе сего опыта, макрореалистическая теория всерьез пошатнется».