Прорывное физическое открытие: свет существует в 37 измерениях

Группа ученых из Университета науки и технологий Китая провела революционный квантовый эксперимент, который заставляет нас переосмыслить привычное представление о реальности.

Используя фотонный процессор на основе оптоволокна, исследователи доказали существование света в 37 измерениях, подтвердив одно из самых загадочных явлений квантовой механики — парадокс Гринбергера-Хорна-Цайлингера (ГХЦ). Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

Между возможностью и действительностью

В мире квантовой механики частицы ведут себя не так, как привычные нам объекты. Возьмем, к примеру, письмо, которое вы ждете. С точки зрения классической логики, оно либо лежит в почтовом ящике, либо его там нет. Но в квантовом мире, пока вы не заглянули в ящик, письмо находится в неопределенном состоянии — оно как бы существует и не существует одновременно. И только ваш взгляд, акт измерения, определяет его дальнейшую судьбу. Этот удивительный феномен, известный как квантовая запутанность, был многократно подтвержден экспериментально. Однако в новой работе ученые решили исследовать, насколько далеко можно зайти в нарушении привычных законов логики.

37 измерений

В повседневной жизни мы привыкли к трем измерениям — высота, ширина и глубина. Время ученые обычно считают дополнительным - четвертым - измерением. Но в квантовой физике системы могут существовать в более сложных многомерных состояниях, которые включают десятки, а то и сотни различных измерений. В своем эксперименте исследователи использовали фотоны — частицы света, которые проходили через специальную систему оптоволоконных линий и зеркал. Оказалось, что взаимодействие этих частиц можно описать не тремя или четырьмя, а 37 независимыми состояниями. Это означает, что они существуют в 37 измерениях одновременно!

Парадокс ГХЦ

Проведенный эксперимент стал еще одним подтверждением парадокса Гринбергера-Хорна-Цайлингера. Парадокс ГХЦ — это мысленный эксперимент, который показывает, что квантовая механика противоречит классической логике. В данном случае, эксперимент с фотонами в 37 измерениях наглядно демонстрирует это противоречие. Однако, при этом квантовая механика абсолютно непротиворечива внутри себя и, несмотря на свою необычность, неоднократно была подтверждена различными экспериментами.

Источник