Когда ученые исследуют пару запутанных квантовых частиц, измерение свойств одной мгновенно воздействует на те же свойства другой из них, вне зависимости от того, насколько большое расстояние их разделяет. Классическая физика утверждает, что ничто не может двигаться быстрее скорости света — но квантовая запутанность нарушает этот непреложный закон, позволяя частицам «общаться» более чем в 10 000 раз быстрее скорости света, пишет New Atlas.
Впервые обнаружив этот феномен, Альберт Эйнштейн признал его свидетельством того, что наше понимание квантовой теории неполное, и что существуют некие скрытые параметры, которые еще предстоит найти, и которые смогут все объяснить с точки зрения классической физики. Несмотря на то, что последующие эксперименты находят доказательства существования квантовой запутанности, сторонники Эйнштейна продолжают отстаивать свою точку зрения.
Одним из аргументов защитников теории квантовой запутанности был вопрос о свободе воли исследователя. Что если он не свободен в выборе частиц, которые измеряет, и видит закономерности там, где их нет? Один из способов ответить на этот вопрос — удалить из эксперимента процесс принятия решения человеком. Раньше ученые использовали для этого случайный генератор чисел, чтобы он принимал решения, какие параметры измерять у пары фотонов, но даже этот метод не идеален. Реальность может вмешиваться в процесс даже за наносекунды.
Поэтому физики Массачусетского технологического института решились на окончательный тест: что если «решение» уже было принято в прошлом, за миллиарды лет до эксперимента?
Представьте, что вы изучаете два мячика, чтобы понять, насколько они похожи. Можно проверить либо диаметр, либо цвет, и вы принимаете решение броском монетки. Примерно это и сделали ученые, вот только «монетка» была подброшена 8 млрд лет назад.
Исследователи направили пары связанных фотонов в противоположное направление по туннелям, в каждом конце которого находились детекторы. До того, как частицы попадали в них, «бросок монетки» менял угол детекторов, чтобы измерить различные свойства фотонов. В данном случае «монеткой» служил свет двух далеких квазаров, за которым ученые наблюдали через телескопы на Канарских островах. Если свет одного фотона квазара был в красном спектре, детектор поворачивался в одну сторону. Если в синем — в другую.
При этом один квазар находится в 7,8 млрд световых лет от Земли, а второй — в 12,2 млрд. Ученые повторяли этот эксперимент снова и снова, через каждые 15 минут.
Всего они измерили более 30 000 пар запутанных частиц. И вычислили, что вероятность действия на квантовые частицы скрытых параметров классической физики составляет около одной на миллиард миллиардов.
«Если существует какой-то заговор по имитации квантовой механики со стороны классического механизма, этот механизм должен был начать действовать — каким-то образом узнав, где, когда и как состоится этот эксперимент — минимум 7,8 млрд лет назад, — говорит Алан Гут, соавтор исследования. — Это кажется невероятно неправдоподобным, так что у нас есть серьезные доказательства того, что квантовая механика — это верное объяснение».
Новые перспективы изучения взаимодействия классической и квантовой физики открыло исследование физиков Австралии и Германии, в котором они дополнили принцип эквивалентности Эйнштейна.
