Квантов експеримент от учени от Националния университет в Австралия потвърждава добре познатата теория, че реалността не съществува, докато външен наблюдател не я измери.
Поне това важи за обекти с много малък мащаб.
Резултатите от експеримента бяха публикувани в авторитетното издание Nature Physics.
Изследователите са се опитали да възпроизведат известен експеримент, който лежи в основата на много причудните прогнози на квантовата физика за природата на реалността. Според това предсказване няма реалност, докато не я измерим, поне в много малък мащаб.
За обикновен човек на улицата тази теза предизвиква усещане за "постоянен делириум" и дори при общата теория на относителността на Айнщайн много основи на квантовата теория все още не са съгласувани.
Това обаче не пречи на физиците да експериментират активно в тази област и действително работещите квантови компютри отдавна не изненадват никого.
Реалността не съществува
Промоционално видео:
Изследователите си зададоха прост въпрос на пръв поглед. Ако говорим за обект, който може да се държи или като частица, или като вълна, тогава в кой момент обектът "решава" как да се държи?
Според общата логика даден обект трябва да бъде или частица, или вълна в неговия произход и следователно няма значение кой прави измервания или наблюдения на обекта, тъй като неговата природа няма да се промени от това.
Експериментът доказва, че наблюденията на атома в бъдеще влияят на неговото поведение в миналото
Но според квантовата теория това не е така.
Квантовата теория предполага, че резултатът зависи от това как е измерен обектът в края на пътя му.
И група австралийски физици в хода на експеримента си откриха доказателства, че всичко се случва по този начин.
„Нашите изследвания доказват, че измерването е всичко. На квантово ниво реалността не съществува, ако не можете да я видите “, заключава ръководителят на изследването Андрю Трускот, физик от Австралийския национален университет в Канбера.
За първи път подобен експеримент е предложен от американския теоретичен физик Джон Уилър през 1978 г. Сега той е известен в науката като експериментът със забавен избор на Уилер.
Уилър предложи да се използват светлинни лъчи, отразени от огледалата, но по това време технологията не позволяваше да се извърши такъв експеримент в пълен размер. Почти 40 години по-късно група австралийски изследователи успяха да приложат идеята за експеримента на Уилър, използвайки хелиеви атоми, взаимодействащи с лазерни лъчи.
Изследователите хванаха хелиевите атоми в състояние на "Бозе-Айнщайн кондензат", което позволява да се наблюдават квантови ефекти на макроскопско ниво, след което отстраниха всички, освен един от атомите.
След това този един атом се предава между два лазерни лъча, които действат в същата роля, както фината мрежа действа за светлинните лъчи. Тези. в ролята на неравномерна решетка.
Тогава се добавя втора такава "мрежа" по пътя на атома.
Това доведе до изкривяване на пътя на атома, той вървеше и по двата възможни пътя, както би искала вълна. С други думи, атомът пое по два различни пътя.
Но в многократния експеримент, когато втората „решетка“не е добавена, атомът избира само един възможен път.
Според изследователите фактът, че втората „решетка“е добавена след като атомът е преминал първия „кръстопът“, подсказва, че атомът, образно казано, не е определил неговата природа, преди да бъде наблюдаван (или измерен)) втори път.
„Прогнозите на квантовата физика за взаимодействието между обектите могат да изглеждат странни, когато става въпрос за светлина, която се държи като вълна“, обяснява Роман Хакимов, изследовател от Австралийския национален университет, който участва в изследването.
Но той казва, че експериментите с атоми, които имат маса и взаимодействат с електрически полета, правят картината още по-невероятна.
Казано по-просто, ако приемете факта, че атомът е поел по определен път на първия кръстопът, експериментът доказва, че бъдещите измервания могат да повлияят на миналото на атома, обяснява ръководителят на проучването Анди Трускот.
„Атомът не е пътувал между условните точки А и В“, обяснява той. „Само след измерванията в крайната точка на наблюдение стана ясно дали атомът се държи като вълна, разцепва се в две посоки или като частица, избирайки такава.“
Какво означава?
Въпреки факта, че всичко това звучи лудо за непосветения човек, авторите на изследването казват, че експериментът е потвърждение на квантовата теория. Поне в най-малката скала.
Тази теория вече даде възможност да се създадат редица доста работещи технологии в областта на лазерите и компютърните процесори, но досега нямаше такива ярки експерименти, които да го потвърдят.
Трускот и Хакимов по същество намериха потвърждение, че реалността не съществува, докато не я наблюдаваме.
Това е една от основните тези на квантовата теория. Именно неговата невероятност от гледна точка на миряните, за които дъждът не спира да пада, дори и да затвориш очите си, за да не го видиш, прави квантовата теория „разведена от реалността“.
Засега не са открити доказателства, че този принцип действа в действителност. Мисловният експеримент на Уилър, както и практическият експеримент на Трускот, който го потвърждава, засега принадлежат само на квантовото ниво.
В същото време редица философи смятат, че дори да е неприложима за макро ниво, квантовата теория може да бъде полезна за мирянина, тъй като (грубо формулирана) казва, че светът е точно такъв, какъвто го виждаме.