Квантова механіка не (ще) коливається

Основне правило фізики десятиліття підтвердилось експериментальним шляхом вперше

Якщо хвилі - незалежно від того, звук чи світло - зустрічаються один з одним, виникають суперпозиції, так звані перешкоди. В експерименті на три колони дослідники довели, що ніяких втручань вищого порядку не відбувається. © IQC
читати вголос

Якщо хвилі - незалежно від того, звук чи світло - зустрічаються один з одним, виникають накладення, так звані перешкоди. Зараз квантові фізики вперше експериментально виключили існування інтерференцій вищого порядку. Їх експеримент, який зараз опублікований у Science, підтверджує важливе основне припущення про квантову механіку: правило Борна. Він передбачає, що таке втручання є результатом лише пари можливостей.

У квантовій механіці багато тверджень зроблено з імовірностями. Німецький фізик Макс Борн в 1926 р. Постулював, що ймовірність знайти в одному місці квантовий об'єкт в одному місці дорівнює квадрату його хвильової функції. Це призводить до тих моделей перешкод, які можна спостерігати у відомому експерименті з подвійною щілиною. Правило Борна - один з наріжних каменів квантової механіки. З цього випливає, що інтерференції є результатом пар можливостей. Однак втручання вищого порядку виключаються. Прямі експериментальні докази цього припущення, фізична спільнота й досі залишається винною винною.

Відхилень від правління Борна немає

Зараз вчені навколо професора Грегора Вайхса з Університету Інсбрука та Університету Ватерлоо щойно підготували це доведення тристороннім експериментом колони. "Існування інтерференцій вищого порядку матиме драматичні наслідки для теорії про те, що вона похитне квантову механіку до її основ", - пояснює Вейхс. Експеримент був ініційований теоретиками, які хотіли узгодити квантову механіку та теорію відносності з відхиленнями від правила Борна, щоб знайти все пояснювальну світову формулу. "Наш експеримент ще раз перешкоджає цим зусиллям", - каже Вейхс.

Експеримент з трьома розривами з новим однофотонним джерелом

Weihs працює зі своєю командою над новими джерелами світла для передачі квантової інформації. Фізик-експериментатор розробив однофотонне джерело, яке також послужило основою для випробування правила Борна. Фотони надсилаються через невелику сталеву мембрану з трьома мікрометровими зазорами. Для вимірювань розриви закриваються один за одним у завжди різних комбінаціях. З отриманих даних потім можна обчислити, чи застосовується правило Борна.

Жодних перешкод більш високого порядку не спостерігається

"Експеримент в основному дуже простий, - сказав Вейхс, - і ми були дуже здивовані, що ніхто до цього не робив." Проблеми викликали у фізиків помилки вимірювань, але вони могли вирішити протягом двох років незначної роботи. "За допомогою наших вимірювань ми можемо певною мірою виключити наявність перешкод вищого порядку. Тепер він хоче просунути межу виявлення, яка все ще значно нижча в Інсбруку з покращеним експериментом. дисплей

Поточний експеримент був проведений в Інституті квантових обчислень Університету Ватерлоо в Канаді. Міжнародна група займається побудовою джерел для одинарних фотонів і обмежених пар фотонів на основі напівпровідникових наноструктур. Довгостроковою метою дослідників є інтеграція квантово-оптичних експериментів та функцій на напівпровідникові мікросхеми.

(Університет Інсбрука, 23.07.2010 - НВО)