Квантовую нелокальность доказали на макроскопических телах

Впервые было продемонстрировано, что постулаты классической физики с использованием тел, состоящих из десятка миллиардов атомов, не выполняются. Ученые смогли подтвердить, что принцип локальности нарушается. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Квантовая механика хорошо описывает поведение микроскопических частиц, но в обычной жизни все тела подчиняются существенно отличающимся от нее законам классической физики. Фундаментальные основы квантовой теории не предполагают того, что у систем с квантовым поведением существуют верхние пределы на размеры или массы, но таких ситуаций обычно не наблюдается из-за взаимодействия частиц друг с другом и с внешней средой, вследствие чего разрушаются квантовые состояния.

Сейчас в области поиска границы между квантовой и классической механикой лидируют эксперименты по проверке неравенств Белла (мы обсуждали их подробно в интервью с пионером этого направления Аленом Аспе). Невыполнение неравенств Белла говорит о том, что взгляд классической физики — локальный реализм — неверен. Согласно этой концепции, все параметры тел определены вне зависимости от проведения измерений над ними (реализм) и испытывают влияние только непосредственных воздействий, распространяющихся не быстрее скорости света (локальность).

В новой работе физики из Делфтского технического университета (Нидерланды) и Венского университета (Австрия) создали массивную макроскопическую систему, в которой наблюдается запутанность между квантами света — фотонами — и квантами механических колебаний — фононами. Авторы проверили наличие запутанности при помощи неравенств Белла и подтвердили, что система ведет себя не по законам классической физики. Запутанность между светом и материей проявлялась в скоррелированности между вибрациями двух оптомеханических резонаторов длиной 10 микрон, состоящих из 10 миллиардов атомов, и оптическими модами.

В экспериментах по проверке неравенств Белла, в которых наблюдается связанность показаний детекторов фотонов и фононов, результаты совпали в 80% случаев, что значительно превышает классический предел (около 70%). Авторы утверждают, что смогли опровергнуть классическое поведение системы в точностью в четыре стандартных отклонения, что соответствует вероятности ошибки около 0,006% или примерно 1 из 16 тысяч. «Мы провели наиболее тщательную проверку квантового поведения массивного объекта на сегодняшний день, — подытоживает руководитель коллектива Симон Греблагер. — Так как наш экспериментальный протокол не зависит от размера осциллятора, то эти результаты открывают путь для того, чтобы проверить границу между классической и квантовой физикой для произвольно больших объектов, в том числе видимых невооруженным глазом».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.