Квантовые системы всегда будут иметь секреты: физики подтвердили теорию частиц света

Ученые провели новый эксперимент.

В начале XX века физик Нильс Бор предположил, что, хотя частицы света, то есть фотоны, имеют двойственную природу, то есть ведут себя, и как волна, и как частица, невозможно наблюдать одновременно эту двойственность. Это называется принципом дополнительности. 10 лет назад физики показали, что эта двойственность связана с энтропийной неопределенностью. То есть некоторая информация о фотоне, например, является ли он волной или частицей, всегда будет оставаться неизвестной.

Энтропийная неопределенность связывает принцип дополнительности со степенью неизвестной информации в квантовой системе. Степень неизвестной информации – это предел того, что можно знать о квантовой системе в данный момент времени. Предполагалось, что квантовые системы всегда сохраняют некоторый уровень непредсказуемости или же всегда хранят некоторые секреты.

До сих пор это была лишь теория. Теперь же физики во время эксперимента подтвердили, что двойственная природа фотонов действительно регулируется энтропийной неопределенностью. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, пишет Iinteresting Engineering (перевод - «Фокус»).

Физики предположили, что фотоны во время кругового движения с большей вероятностью откроют информацию о своей двойственной природе, чем при колебательных движениях вверх-вниз. Поэтому ученые во время эксперимента направляли фотоны, которые двигаются по кругу в интерферометр.

Интерферометр — это устройство, которое разделяет луч света таким образом, что он двигается двумя маршрутами, а затем соединяется в одном месте. Внутри интерферометра фотоны сначала проходили через кристалл, который действовал как первый разделитель луча света. Оба маршрута луча света отражались и пересекались друг с