Фізичний експеримент, опублікований цього року, який стверджував, що вимірює один і той самий фотон у двох місцях одночасно – і в процесі дискредитує ідею мультивсесвіту – був відкинутий багатьма скептично налаштованими фізиками, але вчені, що стоять за демонстрацією, залишаються на своєму.

У травні Хольгер Хофманн з Університету Хіросіми в Японії та його колеги повідомили про результати модифікованої версії знаменитого експерименту з подвійною щілиною, показуючи, що окремі фотони «делокалізовані» або неможливо прив’язати до одного місця.

Оригінальний експеримент, вперше проведений у 1801 році, продемонстрував, що коли світло потрапляє через дві тонкі щілини на екран, це створює хвилеподібну інтерференційну картину. Ця закономірність зберігається навіть тоді, коли фотони проходять по одному, що багато фізиків сприймають як доказ того, що окремі фотони також поводяться як хвилі. Але було і продовжується багато дискусій про те, що насправді відбувається з окремим фотоном і що саме ми вимірюємо.

Коли квантові частинки називають хвилеподібними, це стосується хвильової функції частинки, математичного опису всіх можливих місць, де може бути частинка.

Ці потенціали накопичуються один на одному, утворюючи суперпозицію, поки їх не виміряють. Більшість фізиків стверджують, що це вимірювання спричиняє колапс хвильової функції із суперпозиції в одне значення.

Один із способів зрозуміти це — припустити, що існує суперпозиція багатьох можливих всесвітів один над одним, у кожному з яких фотони рухаються різними шляхами, і що фотони з різних всесвітів можуть певним чином заважати один одному. Це відоме як інтерпретація «багатьох світів».

Але Хоффман і його команда стверджують, що їхній експеримент надав прямі докази того, що фотон проходить через обидві щілини, що вказує на те, що хвильова функція — це не просто математичний інструмент, а керівництво до того, що відбувається насправді. Таким чином, це є доказом проти ідеї мультивсесвіту.

Однак багато фізиків заперечували проти підходу команди і стверджували, що повторні статистичні вимірювання не можуть бути використані для передбачення властивостей частинок. «Я думаю, що з цим не можна стверджувати про один фотон», — сказав Ендрю Джордан з університету Чепмена в Каліфорнії. нові вчені У нашій оригінальній історії.

Гофман каже, що твердження про те, що можна вирішити фундаментальні проблеми квантової механіки шляхом експерименту, зустріли «великий скептицизм», частково тому, що його експериментальні методи вимірювання були новими, каже він.

«Ми наступаємо багатьом людям на пальці», — каже Хоффман. Це тому, що більшість інтерпретацій квантової механіки припускають, що величини, які ви вимірюєте, та їх математична інтерпретація представляють реальний світ. Гофман каже: «Інтерпретація багатьох світів є найбільш екстремальним вираженням цього поняття».

Замість цього, їхня робота показує, що математична хвильова функція не є реальною, і єдиною реальністю є те, що ви можете виміряти, каже Хоффман. Він каже: «Суперпозиція створює враження, ніби стан описується такими гіпотетичними результатами вимірювань, але фактичні експериментальні дані спростовують такі надмірні інтерпретації».

Поки Хоффман і його команда намагалися опублікувати статтю в журналі, їх запросили виступити про роботу в інших дослідницьких групах, і вони продовжують вдосконалювати роботу. Гофман каже: «Я цілком очікував деякого відступу. Насправді, якби ця робота була легкою, її навряд чи варто було б робити. Це вимагає зміни думок, і це вимагає багато часу».