Учени от университета в Куинсланд в Австралия демонстрират, че по отношение на квантовата механика две различни събития могат да се предшестват едновременно едновременно. Разпадането на причинно-следствената връзка беше демонстрирано с помощта на поляризацията на фотоните в интерферометър. Това съобщава Science.
В хода на изследването физиците изпращат фотони през интерферометър - устройство, с което лъчът от електромагнитно излъчване е разделен на няколко лъча, които се движат през различни оптични пътеки (А и В). В крайна сметка двата лъча се събират и припокриват, което води до смущения. Настройката беше сглобена по такъв начин, че с вертикална поляризация фотонът да избере левия път, след което да се върне обратно и да удари дясната страна на интерферометъра. При хоризонтална поляризация частицата първо отива по десния път, а след това по левия.
Въпреки това, с диагонална поляризация, квантовата вълна, описваща позицията на фотона, се "разделя", движейки се едновременно по двата пътя. Вертикално и хоризонтално поляризирани компоненти първо преминават по своя път, връщат се и отиват към съседния път. По този начин и двата компонента преминават по всеки път наведнъж, т.е. изглежда, че фотонът върви по двата пътя едновременно. В края на всеки път фотонът се разделя отново, като единият компонент се връща, а другият напуска настройката.
Оформление на експеримента / Изображение: Arxiv.org
В този случай е много трудно да се определи кое събитие предшества другото: или връщането на поляризираните компоненти в началото на пътеките създава вид на преминаване на фотон по A и B едновременно (фотонът първо преминава по една пътека, а след това по друга), или разделянето на „раздвоен“фотон в в края на всеки от пътищата причинява еднократно връщане на компонентите в началото на всеки път (и тогава фотонът всъщност пътува по двата пътя едновременно).
За да разрешат този проблем, учените проведоха поредица от експерименти, като всеки път вкарваха допълнителни лещи в инсталацията, които променят пространственото разпределение на светлинния лъч. Това ви позволява да промените поляризацията на фотона в момента, когато квантовите вълни отново се наслагват една върху друга. Ако всеки фотон в лъча първо е преминал по един път, а след това по друг, тогава крайната поляризация на фотона трябва да съответства на определена стойност. Изследователите обаче установили, че е невъзможно експериментално да се определи кое събитие всъщност причинява другото. С други думи, и двата процеса са причина и следствие един на друг.