Впервые реализован парадокс квантового голубиного гнезда

Физики экспериментально воспроизвели теоретически обоснованный несколько лет назад эффект, согласно которому три частицы могут пройти по двум каналам, при этом никакая из них не окажется в одном канале с другой. Парадоксальный эффект получил название по аналогии с классическим принципом голубиных гнезд, также известным как принцип Дирихле. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Классический принцип Дирихле гласит, что если имеется некоторое количество голубей (кроликов, объектов) и гнезд (ящиков, ячеек) для них, причем птиц больше, то при размещении всех голубей по гнездам хотя бы в одном окажется более одной птицы. В простейшем варианте трех голубей и двух гнезд хотя бы в одном должно быть две птицы. Эти вполне очевидные утверждения помогают определить фундаментальные понятие чисел и счета в разделе математики под названием комбинаторика.

В 2014 году физики предложили квантовый аналог принципа, в котором такие простые утверждения оказываются нарушены. В новой работе ученые впервые экспериментально реализовали этот явление. «Квантовый эффект голубиного гнезда бросает вызов нашим базовым представлениям, поэтому требует ясного экспериментального подтверждения, — говорит соавтор работы Чао-Ян Лу из Научно-технического университета Китая. — Квантовое голубиное гнездо обладает прикладным потенциалом в плане обнаружения более сложных и фундаментальных квантовых эффектов».

В рамках эксперимента ученые создали три фотона, отличающиеся линейной поляризацией, которая может быть вертикальной или горизонтальной. Затем их пускали по двум каналам с разными поляризационными фильтрами. Тем не менее, измерения не зафиксировали прохождения хотя бы двух частиц по одному каналу.

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