Експеримент фізиків встановив, що наш світ не може бути квантовим
Австрійські фізики провели за допомогою нейтронної інтерферометрії виміру нерівності Леггетта - Гарга і дійшли чіткого висновку: ніяка класична теорія не може правильно описати реальність. Це дослідження стало новим доказом того, що частка може перебувати в суперпозиції двох станів, пов'язаних з різними точками простору навіть на відстані кількох сантиметрів.
Чи можна описати поведінку квантових об'єктів класичною теорією, чи частки дійсно можуть перебувати у кількох місцях одночасно, як стверджує квантова фізика? У 1985 році вчені Ентоні Леггетт і Анупам Гарг запропонували свою відповідь на це питання: якщо світ можна описати теоретично без суперпозиції та інших квантових феноменів, він повинен підкорятися певній нерівності. Якщо світ і справді квантовий, ця нерівність буде порушена.
Нерівність Леггітта - Гарга ідейно схожа на більш відому нерівність Белла, яка описує, як пов'язана поведінка двох заплутаних об'єктів. Різниця в тому, що нерівність Леггітта-Гарга стосується зміни стану об'єкта в часі.
Вчені виходили з того, що об'єкт можна виміряти у різні моменти часу. Кожен вимір має дати один із двох можливих результатів. У такому разі, можливо провести статистичний аналіз того, наскільки сильно результати різних моментів корелюють один з одним, навіть не знаючи, як змінилося стан об'єкта в часі. Якщо теорія класичного реалізму правильна, то рівень кореляцій не може бути вищим за певну межу (До бути менше 1). Якщо ж об'єкти підпорядковуються законам квантової теорії, то буде більше 1.
Попередні експерименти вже демонстрували порушення нерівності Леггітта — Гарга у кількох квантових системах, включаючи фотонні кубити, ядерні спини та надпровідні кубити. Однак у дослідженнях, проведених фізиками з Віденського технічного університету, є низка важливих особливостей, повідомляє Physics World. Використання нейтронного інтерферометра дозволило виміряти положення нейтронів у трьох окремих регіонах: перед, усередині та позаду інтерферометра.
Зіставивши результати кількох раундів експериментів, фізики показали, що нерівність Леггітта-Гарга дійсно порушується: К = 1,12 ± 0,026.
"Отримані нам результати не можна пояснити в рамках макрореалістичних теорій, лише квантовою теорією", - заявив Спонар. Судячи з даних вимірювань, нейтрон повинен перебувати у когерентній суперпозиції станів системи. Це фундаментальна властивість квантової механіки.
Фізики зі США та Канади розробили та провели експерименти з кристалічним матеріалом, фторидом ітрію та літію, легованим гольмієм. І стали свідками найбільшого макроскопічного квантового феномену в лабораторних умовах — квантового тунелювання величезної кількості магнітних спинів.