Ознакомительная версия. Доступно 19 страниц из 95
Активность сцепленных частиц аналогична поведению близнецов, разделенных при рождении, но навсегда сохраняющих одинаковые интересы и телепатическую связь. Один из близнецов живет в Колорадо, другой – в Лондоне. Хотя они никогда больше не встретятся, оба предпочитают синий цвет, оба работают инженерами, оба любят кататься на лыжах; более того, когда один из них падает и ломает правую ногу на горнолыжном курорте в Колорадо, второй в тот же самый момент также ломает правую ногу, хотя находится на расстоянии шести с половиной тысяч километров и попивает латте в «Старбаксе» [30]. Альберт Эйнштейн отказывался признавать нелокальность, презрительно называя ее Spukhafte Fernwirkungen («жуткое дальнодействие»). Он говорил, что для такой мгновенной связи необходимо, чтобы информация перемещалась быстрее скорости света, следуя известному мысленному эксперименту. Это нарушает положения его собственной теории относительности [31], так как в теории Эйнштейна скорость света (300 000 километров в секунду) применялась для вычисления абсолютного предельного фактора скорости, с которой один объект может влиять на другой. Объекты не должны быть в состоянии влиять на другие объекты быстрее, чем один объект мог бы достичь другого со скоростью света.
Тем не менее современные физики, такие как Алан Аспект и его коллеги в Париже, убедительно продемонстрировали, что скорость света не является абсолютным внешним пределом субатомного мира. Эксперимент Аспекта по вычленению двух протонов из одного атома показал: измерения одного протона мгновенно воздействовали на позицию другого [32], так что тот принимал ту же или, как выразился ЭВМ-физик Чарльз Н. Беннет, «противоположную судьбу» [33] – то есть направление вращения или позицию.
Два протона продолжают взаимодействовать друг с другом – что бы ни случилось с одним, с другим происходит то же самое либо абсолютно противоположное. В настоящее время даже самые консервативные физики принимают нелокальность как некое странное свойство субатомной реальности [34].
Большая часть квантовых экспериментов включает в себя неравенство Белла. Известный в квантовой физике эксперимент был проведен Джоном Беллом, ирландским физиком, разработавшим практический инструментарий для исследования того, как на самом деле ведут себя квантовые частицы [35]. В этом простом тесте необходимо найти две квантовые частицы, которые когда-то контактировали между собой, затем разъединить их и провести измерения. Это можно уподобить человеческой паре, скажем, Дафне и Теду, которые были вместе, а потом разошлись. Дафна может пойти в любом из двух возможных направлений, так же как и Тед. Здравый смысл говорит нам, что выбор Дафны никак не будет зависеть от Теда.
Когда Белл проводил свой эксперимент, он ожидал обнаружить, что данные измерений каждой частицы будут отличаться, и это продемонстрирует их «неравенство». Однако при сравнении результаты оказались одинаковыми, а неравенство – нарушенным. Какая-то невидимая нить связывала частицы в пространстве и заставляла их следовать друг за другом. С тех пор физики поняли: когда происходит нарушение неравенства Белла, это значит, что частицы сцеплены.
Неравенство Белла заставило нас многое пересмотреть в нашем понимании вселенной. Принимая нелокальность как факт природы, мы признаем, что два основания, на которых строилось наше мировоззрение, неверны: влияние не происходит посредством времени и расстояния, а частицы (такие как Дафна и Тед), как и все состоящее из них, не существуют независимо друг от друга.
Хотя современные физики принимают нелокальность как данность квантового мира, они успокаивают себя тем, что это странное, противоречащее здравому смыслу свойство субатомной вселенной не применимо к чему-либо более крупному, чем фотон или электрон. Когда дело доходит до уровня атомов и молекул, которые считаются в мире физики «большими», вселенная снова начинает вести себя в соответствии с предсказуемыми, измеримыми законами Ньютона.
При помощи одного кристалла, размером с ноготь, Розенбаум и его аспирантка опровергли это представление. Они доказали: большие объекты, такие как атомы, имеют нелокальную связь, даже в материи настолько большой, что ее можно подержать в руке. Никогда прежде квантовая нелокальность не проявлялась в таком масштабе. Хотя объектом эксперимента был всего лишь маленький кусочек соли, в атомном масштабе это было целое государство, в котором жили миллиард миллиардов (1000 000 000 000 000, или 1018) атомов. Розенбаум, обычно не желавший рассуждать о том, чего он пока не мог объяснить, понимал: они обнаружили нечто экстраординарное во вселенной. И тогда я поняла, что они открыли механизм намерения: они показали, что атомы, непосредственные составляющие материи, могут испытывать влияние нелокальности. Большие объекты, такие как кристаллы, играли не по правилам большого мира, а по анархическим правилам квантовой вселенной, сохраняя невидимую взаимосвязь при отсутствии видимой причины.
В 2002 году Сай описала эти открытия в статье, а Розенбаум откорректировал ее и послал в журнал «Природа», известный своим консерватизмом и тщательностью при отборе материала. После четырех месяцев переписки с рецензентами статья Гош была напечатана в главном мировом научном журнале – весьма значительное достижение для 26-летней аспирантки [36].
Один из рецензентов, Влатко Ведрал, отнесся к этому эксперименту со смесью интереса и досады [37]. Югослав по происхождению, он учился в Королевском колледже в Лондоне, пока его страна была погружена в гражданскую войну, приведшую к распаду государства. Ведрал отлично показал себя на своей новой родине и был назначен ведущим специалистом по квантовой информатике в университете Лидса. Высокий и представительный, Ведрал входил в малую исследовательскую группу во Вьенне, работавшую в области передовой квантовой физики, занимаясь в том числе и квантовой сцепленностью.
Ознакомительная версия. Доступно 19 страниц из 95
