В своих предыдущих видео мы рассказывали о том, что в квантовой физике существует множество парадоксов и труднообъяснимых явлений, а изучаемые объекты могут вести себя совершенно непредсказуемо. Одним из ярких парадоксов является корпускулярно-волновой дуализм, когда одна и та же субатомная частица проявляет двойственные свойства. И в зависимости от того, присутствует ли в эксперименте внешний наблюдатель, фиксирующий измерения, частица может вести себя и как электромагнитная волна, и как частица. После проведения многочисленных опытов в различных мировых лабораториях, где квантовый дуализм был многократно подтвержден, учёных заинтересовал новый вопрос: в какой момент времени частица «решает», как именно себя вести? Принять ли ей волновую функцию или остаться частицей? Тогда группа физиков из Австралийского национального университета, во главе с Эндрю Траскоттом и Романом Хакимовым приняли решение провести известный эксперимент Уилера (John Wheeler) с отложенным выбором, но не с фотонами, а с атомами. Результаты этого эксперимента были опубликованы в авторитетном издании Nature Physics Нэйче Физикс. Если классический эксперимент с двумя щелями проводился для наблюдения явления, указывающего, есть ли у света свойства частицы или волновые свойства, то мысленный эксперимент Уилера с отложенным выбором позволяет сделать вывод, что исход эксперимента, (наблюдение частицы или волны) зависит от самой постановки эксперимента и собственно, подтверждает известную теорию о том, что никакая реальность не существует до тех пор, пока ее не измерит сторонний наблюдатель. В ходе своего эксперимента австралийские физики нашли доказательства того, что все происходит именно так, по крайней мере, данное утверждение верно для микромира. Руководитель научной группы Эндрю Траскотт прокомментировал результаты испытаний: «Наше исследование доказывает, что измерение решает всё. На квантовом уровне реальности не существует, если вы её не видите». Учёные национального университета Канберры в своих исследованиях использовали атомы гелия, взаимодействующие с лазерными лучами. Атомы заключили в состояние “конденсата Бозе-Эйнштейна”, которое позволяет наблюдать квантовые эффекты на макроскопическом уровне, а затем все атомы, кроме одного, были удалены. Оставшийся атом пропустили между двумя лазерными лучами, выстроенными в виде неравномерной решетки. После добавления второй лазерной решётки атом исказил свой путь и стал двигаться по обоим возможным путям так, как это сделала бы волна. Но когда вторую сетку из лазеров убрали, атом выбирал лишь один возможный путь. В данном опыте вторая решетка из лучей лазера добавлялась уже после того, как атом пересекал первое препятствие. Поэтому, исследователи делают вывод, что атом, образно говоря, не мог определиться со своей природой до того, как подвергся наблюдению (или измерению) во второй раз. Измерения дали те же результаты, что и прежние эксперименты с фотонами: атом вёл себя в точном соответствии с методом измерения. Авторы эксперимента подчеркивают, что атом не выбирает, кем ему быть – «волной» или «частицей», его свойство возникает в тот момент, когда производится измерение. Но это еще не всё. По словам руководителя исследования Энди Траскотта, если принять тот факт, что атом выбирал определенный путь на первой лазерной решетке, эксперимент доказывает, что будущие измерения могут оказывать влияние даже на прошлое атома. У простого обывателя это заключение вызывает ощущение “стойкого бреда”, но, тем не менее, это так. Непостижимые утверждения квантовой физики относительно взаимодействия объектов могут казаться очень странными, особенно когда речь идет о частице света, который ведёт себя как волна. А эксперимент с атомами, которые имеют массу и взаимодействуют с электрическими полями, делает картину еще более невероятной. Роман Хакимов прокомментировал результаты исследований так. «Атом не совершал путь между условными точками А и B. Только после измерений в конечной точке наблюдения, становилось понятно, повел ли себя атом как волна, разделяясь по двум направлениям, или как частица, выбирая только одно из направлений». Несмотря на то, что всё это звучит дико для непосвященного человека, проведённый физиками из Канберры эксперимент является подтверждением квантовой теории. Траскотт и Хакимов в сущности нашли подтверждение тому, что реальность не существует, пока мы её не наблюдаем.
- 2 просмотра
Категория
- Полезное