Експеримент китайських фізиків підтвердив правоту Бора у дискусії з Ейнштейном
Джерело: Chinese academy of sciences
Китайські науковці експериментально підтвердили один із ключових принципів квантової механіки, який майже сто років тому був предметом гострої наукової суперечки між Альбертом Ейнштейном і Нільсом Бором. Дослідження показало, що неможливо одночасно визначити траєкторію руху квантової частинки та спостерігати її хвильову інтерференцію.
Експеримент провела команда на чолі з Цзянь-Вей Панем з Китайського університету науки і технологій. У межах дослідження вчені відтворили уявний дослід, запропонований Ейнштейном у 1927 році.
Суперечка між Ейнштейном і Бором бере початок із Сольвеївської конференції 1927 року в Брюсселі, де формувалися основи квантової механіки. Бор сформулював принцип доповнюваності, згідно з яким квантові об’єкти можуть проявлятися або як частинки з визначеною траєкторією, або як хвилі, що створюють інтерференційну картину, але ці властивості не можуть бути зафіксовані одночасно. За його твердженням, акт вимірювання визначає, яку саме властивість буде спостережено.
Ейнштейн не погоджувався з таким підходом і вважав, що за достатньо точних вимірювань можна одночасно отримати інформацію і про шлях частинки, і про її хвильову поведінку. Для цього він запропонував уявний експеримент – модифікацію класичного досліду з подвійною щілиною, який мав продемонструвати обмеженість принципу Бора.
Протягом десятиліть цей експеримент залишався теоретичним. Команда китайських учених змогла реалізувати його на практиці, створивши надчутливу експериментальну установку, здатну фіксувати надзвичайно малі зміни імпульсу одного фотона.
Під час експерименту дослідники встановили, що будь-яка спроба визначити, яким шляхом рухалася частинка в установці, неминуче порушує систему й призводить до зникнення хвильової інтерференційної картини. Водночас чітке спостереження інтерференції можливе лише за умови повної відмови від інформації про траєкторію частинки.
“Результати є однозначними. Вони підтверджують початкове твердження Бора про те, що ці подвійні властивості є доповнюваними й не можуть спостерігатися одночасно”, – зазначається в публікації.
Науковці підкреслюють, що це свідчить про фундаментальне обмеження вимірювань у квантовому світі. Це саме те обмеження, яке Бор вважав невід’ємною частиною природи реальності, тоді як Ейнштейн сприймав його як ознаку неповноти теорії, що згодом вилилося у його відомий вислів про те, що “Бог не грає в кості зі Всесвітом”.
Експериментальне підтвердження вважають важливою віхою в розвитку фізики, оскільки воно фактично завершує давню теоретичну суперечку на користь копенгагенської інтерпретації квантової механіки. Дослід показує, що парадоксальна поведінка квантових частинок є не наслідком технічних обмежень експериментів, а фундаментальною властивістю самої природи.
- 15-річний Лоран Сімонс, якого прозвали “маленьким Ейнштейном Бельгії”, захистив дисертацію в Університеті Антверпена та здобув ступінь доктора філософії (PhD) з квантової фізики.
Глава уряду Японії разом із десятками колег-законодавиць вимагає модернізації будівлі парламенту в Токіо. Зі збільшенням кількості жінок у владі виникла гостра нестача вбиралень, що створює величезні черги перед засіданнями.
Рятувальні служби Гамбії продовжують пошукову операцію в районі Північного берега після аварії великого міграційного судна. Кілька врятованих наразі перебувають у критичному стані під наглядом лікарів.
Росія надіслала офіційний дипломатичний запит до Сполучених Штатів із вимогою припинити переслідування нафтового танкера в Атлантичному океані. Судно намагалося дістатися Венесуели, проте американські сили ідентифікували його як таке, що не має державної приналежності.
Поліція Білефельда розпочала розслідування двох окремих нещасних випадків, що сталися під час святкування Нового року. Двоє 18-річних хлопців загинули з різницею у пів години через використання небезпечних саморобних піротехнічних пристроїв.
Адміністрація США висловила серйозне занепокоєння через зростання напруги, спричинене діями китайської армії поблизу Тайваню. В офіційній заяві Держдепу наголошується на неприпустимості односторонніх спроб змінити чинний стан справ у регіоні.