Logo
Cover

Физики давно подозревали, что квантовая механика позволяет двум наблюдателям видеть разные конфликтующие реальности. Теперь их впервые наблюдали экспериментально.

39478

В 1961 году американский физик Юджин Вигнер провел мысленный эксперимент, продемонстрировавший один из парадоксов квантовой механики. Он показал, как странная природа Вселенной позволяет двум наблюдателям — скажем, самому Вигнеру и его другу — испытывать опыт разных реальностей. С тех пор ученые применяют мысленный эксперимент «Друг Вигнера» для проверки возможности существования объективных фактов.

Мысленный эксперимент Вигнера начинается с одного поляризованного фотона, который при измерении может обладать либо вертикальной, либо горизонтальной поляризацией. Но прежде измерений, согласно законам квантовой механики, фотон существует в обоих состояниях одновременно, в так называемой суперпозиции, пишет MIT Technology Review.

Вигнер представил себе друга, который в соседней лаборатории измеряет состояние этого фотона и записывает результаты, тогда как он сам наблюдает со стороны.

У «Вигнера» нет данных об измерениях друга, так что он вынужден предположить, что фотон и его измерения находятся в суперпозиции для всех возможных исходов эсперимента. «Вигнер» может даже провести эксперимент, чтобы определить, существует ли эта суперпозиция.

С точки зрения «Вигнера», существование суперпозиции — факт. И этот факт указывает на то, что измерение не могло иметь место. Но с точки зрения его друга, который на самом деле измерял поляризацию фотона, это не так. «Друг» может даже позвонить «Вигнеру» и сообщить ему о факте измерения. Но если он не раскроет результат, реальность «Вигнера» не изменится.

Итак, две реальности конфликтуют друг с другом, что ставит под сомнение объективный статус фактов, к которым пришли наблюдатели.

До нынешнего момента эта была лишь теория. Но в прошлом году Каслав Брукнер из Венского университета придумал способ воспроизвести эксперимент с «Другом Вигнера» в лаборатории при помощи нескольких спутанных частиц.

Сейчас группа ученых из Эдинбурга под руководством Массимилиано Проиетти провела его. Ученые эдинбургского Университета Хариота — Уатта создали различные реальности и сравнили их. Они использовали шесть спутанных фотонов для создания двух альтернативных реальностей. «Друг Вигнера» измерял поляризацию фотона и записывал результат. Затем «Вигнер» проводил измерение помех, чтобы определить, находятся ли измерение и фотон в суперпозиции.

Результат оказался однозначным: обе реальности сосуществуют даже несмотря на то, что дают основания сделать конфликтующие выводы, как и предсказывал Вигнер.

Отсюда следует, что объективной реальности не существует. А также не существует, например, свободы воли и идеи локальности.

Впрочем, также нельзя исключить, что существует некое не замеченное пока в ходе эксперимента явление, которое опровергает этот вывод. И науке еще предстоит его найти.