Спорили Бор и Эйнштейн: новый эксперимент дал однозначный ответ

Китайские физики воспроизвели предложенный почти сто лет назад мысленный опыт Альберта Эйнштейна и показали, что поведение света на квантовом уровне следует принципам, сформулированным Нильсом Бором. В журнале Physical Review Letters говорится, что учёные создали интерферометр из одного атома и подтвердили: нельзя одновременно определить путь частицы и сохранить интерференцию.

Двухщелевой эксперимент давно показывает двойственную природу света. Фотоны приходят по одному, но их совокупность создаёт на экране волноподобный рисунок. Эйнштейн описывал вариант, в котором щели снабжены очень лёгким подвижным элементом. Он предполагал, что такой элемент смог бы отреагировать на импульс фотона и указать, какой путь тот выбрал, при этом интерференция, как он считал, могла бы сохраниться.

Команда Пань Цзяньвэя воплотила эту идею, используя один атом рубидия, удерживаемый лазером и охлаждённый до экстремально низких температур. В слабом поле атом слегка отклонялся под действием фотона, и это позволяло восстановить его путь, но интерференция исчезала. В более сильном поле смещение уже нельзя было зафиксировать, информация о пути терялась, а интерференционный рисунок возвращался.

По мнению рецензентов, этот опыт стал одной из наиболее чётких демонстраций принципа дополнительности Бора: измерение одних квантовых свойств неизбежно разрушает данные о других. Авторы отмечают, что контроль над отдельным атомом в подобной установке даёт возможность глубже изучать потерю когерентности и процессы запутывания, что важно для создания более надёжных квантовых вычислительных систем и чувствительных сенсоров, передаёт hightech.plus.