Физический эксперимент поставил точку в давнем квантовом споре

Китайские учёные под руководством Пань Цзяньвэя сообщили о реализации варианта мысленного опыта Эйнштейна с двумя щелями, где в схему введён подвижный измерительный элемент. Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, показало, что попытка получить информацию о пути фотона неизбежно уничтожает интерференцию, тем самым подтверждая принцип дополнительности Нильса Бора.

В эксперименте был создан интерферометр, в котором функцию чувствительного детектора выполнял одиночный атом рубидия. Его фиксировали в оптической ловушке и охлаждали до сверхнизких температур. В слабом удерживающем поле атом мог слегка отклоняться под действием импульса пролетающего фотона, что давало возможность определить, через какую щель прошла частица. В этом режиме интерференционная картина исчезала, что указывало на разрушение квантовой когерентности.

Когда же поле усиливали, атом практически переставал смещаться, и измерить его отклонение с достаточной точностью было невозможно. Информация о пути фотона терялась, но при этом на выходе интерферометра вновь появлялась чёткая интерференционная картина. Таким образом, исследователи продемонстрировали прямую взаимосвязь между точностью измерения траектории и сохранением интерференции.

Авторы подчёркивают, что эксперимент даёт редкий по наглядности пример действия принципа дополнительности: измерение одних квантовых характеристик ведёт к утрате других. Развитие подобных установок, по их оценке, открывает новые возможности для тонкого исследования процессов потери когерентности и квантового запутывания, что имеет практическое значение для создания более устойчивых квантовых компьютеров и высокочувствительных сенсоров, сообщает center-grad.ru.

Обратите внимание: Без шума и мишуры: за какие новогодние традиции в 2025 году можно получить штраф