Квантовая механика опровергла Эйнштейна

Группа ученых из Университета Женевы, Швейцария, провела опыт, доказывающий, что скорость взаимодействия запутанных (entangled – особое квантовое состояние частиц) фотонов превышает скорость света. В свою очередь это означает, что распространение информации в квантовых системах не подчиняется законам теории относительности Эйнштейна. Работа авторов опубликована в журнале Nature.

Запутанные частицы отличаются от обычных тем, что ряд их характеристик находятся в зависимости между собой. Например, спин фотона может принимать всего два значения: единица и минус единица. Квантовая механика утверждает, что если одновременно измерить спины запутанных частиц, то один всегда окажется единицей, а другой — минус единицей. При этом теория не накладывает ограничение на скорость взаимодействия частиц и не объясняет его механизмы.

Ученые проводили следующий опыт. В исследовательском центре в Женеве создавалась пара запутанных фотонов. Они разделялись, и по оптоволоконным кабелям отправлялись в деревни Сатини (Satigny) и Юсси (Jussy), расположенные на расстоянии 18 километров друг от друга. Специалисты в Сатини и Юсси измеряли параметры «полученных» фотонов.

Согласно теории относительности, скорость любого процесса в природе не превосходит скорости света, и за время измерения фотоны не успевают повлиять друг на друга. Запутанные фотоны должны вести себя как независимые частицы, но многочисленные измерения показали, что параметры все равно остаются взаимосвязаны. Ученым удалось подсчитать, что скорость взаимодействия между частицами должна превышать скорость света в 100 тысяч раз.

Явление запутанности было известно еще во времена Эйнштейна. Он называл его «пугающим взаимодействием на расстоянии» (spooky action at distance) и считал основным препятствием всеобщей применимости теории относительности. За прошедшие годы выдвигалось множество гипотез, которые пытались объяснить запутанность. Многие ученые даже сомневались в том, что подобный эффект существуют. Новые опыты однозначно доказывают существование квантовой запутанности, однако ничего не могут сказать о механизмах взаимодействия.