В квантовом мире измерения с разных позиций дадут различающиеся результаты, но будут одинаково верны — и это привело физиков к весьма любопытным выводам.

Все началось с того, что физик Юджин Вигнер немного усложнил знаменитый мысленный эксперимент Эрвина Шредингера: в коробке с радиоактивным элементом, счетчиком Гейгера и смертельным ядом заперт живой кот. Вероятность, что радиоактивный элемент распадётся составляет 50%. Если это произойдет, счетчик приведет в движение молот, тот разобьет ампулу с ядом и убьет кота. То есть, пока коробку не открыли, кота следует считать и живым, и мертвым одновременно.

Представим, что после завершения опыта экспериментатор открывает коробку и видит: кот жив. Но наблюдатель за пределами лаборатории («друг», предложенный Вигнером) признает кота живым только, когда экспериментатор сообщит ему исход эксперимента. Как и все остальные «друзья». То есть, пока все люди во Вселенной узнают результат эксперимента, кот остается между жизнью и смертью.

Но отражает ли эта модель реальность? Часлав Брукнер из Венского университета предложил способ проверки, переведя парадокс друга Винера в рамки, установленные физиком Джоном Беллом в 1964 году. Брюкнер рассматривал две пары Вигнеров и их друзей, находящихся в двух отдельных помещениях и проводящих измерения: Вигнеры находились внутри, а друзья ждали снаружи. Результаты измерений каждой пары можно суммировать, чтобы решить неравенство Белла. Если оно нарушится, наблюдатели могут иметь разные результаты измерений, каждый из которых будет верен.

Чтобы узнать это, физики провели подобный мысленный эксперимент в реальном мире. Они использовали квантовый компьютер и три пары запутанных фотонов. Первая пара представляет собой монеты, а две другие используются для их «подбрасывания», а точнее — измерения поляризации. Каждая «монета» вместе с «подбрасывающим» фотоном изолирована от остальных частиц, а два «друга» изолированы от всех остальных «участников» эксперимента. Объем данных, собранный из шести фотонов, показал, что неравенство Белла нарушается. Это означает, что каждый из наблюдателей квантового явления может иметь свои собственные наблюдения, и они могут отличаться между собой, но при этом — одинаково верны.

Автор: Александр Зотиков

Источник