Вы когда-нибудь слышали об эксперименте с двумя щелями? Это один из самых загадочных экспериментов в современной физике, который демонстрирует самую суть странностей квантовой механики. По сути, волны, проходящие через две узкие параллельные щели, образуют на экране интерференционный узор. Это верно для всех волн, будь то световые волны, волны на воде или звуковые волны.
Но свет — это не просто волна — это еще и частица, называемая фотоном. Так что же произойдет, если вы выстрелите одиночным фотоном в двойные щели? Оказывается, хотя фотон всего один, он все равно образует интерференционную картину. Как будто фотон проходит через обе щели одновременно. Картина станет еще более странной, после того, как вы узнаете один дополнительный факт: простое наблюдение за экспериментом с двумя щелями меняет поведение фотонов.
Идея эксперимента с двумя щелями состоит в том, что даже если фотоны проходят через щели по одному, все равно присутствует волна, создающая интерференционную картину. Но и тут все не так однозначно, потому что эксперимент устроен так, что ученые не знают, через какую из двух щелей пройдет какой-либо отдельный фотон.
Но если ученые попытаются отследить поведение отдельных фотонов, установив детекторы перед каждой щелью, чтобы определить, через какую щель действительно проходит частица, интерференционная картина не проявляется. Совсем. Это верно, даже если они попытаются установить детекторы за щелями. Что бы ни делали ученые, если они попытаются как-то наблюдать за фотонами, интерференционная картина не появится.
Группа ученых попробовала вариант эксперимента с двойной щелью, который называется экспериментом отложенного выбора. У каждой щели ученые поместили специальный кристалл. Кристалл разбивает любые входящие фотоны на пару одинаковых фотонов. Один фотон из этой пары должен создать стандартную интерференционную картину, а другой — к детектору. Возможно, с такой установкой физики смогут успешно найти способ наблюдать противоречащее логике поведение фотонов.
Но вот что самое странное: это тоже не работает как должно, независимо от того, когда это происходит. Даже если второй фотон обнаруживается после того, как первый фотон попадает на экран, это нарушает интерференционную картину. Это означает, что наблюдение фотона может изменить даже произошедшие события.
Ученые до сих пор не знают, как именно все это работает. Это одна из величайших загадок квантовой механики. Возможно, когда-нибудь кто-то, наконец, сможет ее решить.
Читать TechDigest в Google
