Китайские физики экспериментально подтвердили принцип дополнительности Нильса Бора, реализовав мысленный эксперимент, предложенный Альбертом Эйнштейном почти сто лет назад. Об этом пишет журнал Physical Review Letters.
В 1927 году на Сольвеевском конгрессе между Эйнштейном и Бором разгорелся знаменитый спор. Тогда Эйнштейн предложил мысленный эксперимент с двойной щелью, в котором, как он считал, можно было бы одновременно узнать, через какую щель прошла частица, и наблюдать интерференционную картину. Бор возразил, указав на то, что для измерения пути нам придется взаимодействовать с частицей. Любое такое взаимодействие, согласно принципу неопределенности, неизбежно вносит случайное изменение в движение частицы. Это изменение «сбивает» фазу волны, из-за чего волновой узор на экране мгновенно разрушается.
Теперь же группа исследователей под руководством Пань Цзяньвэя смогли проверить этот аргумент на практике.
Ученые использовали одиночный атом рубидия в оптической ловушке в качестве «квантовой щели». В ходе испытаний фотон взаимодействовал с охлажденным атомом, выполняя роль частицы, чье поведение необходимо зафиксировать.
Специалисты установили, что при попытке определить точную траекторию фотона интерференционная картина неизбежно размывается. С помощью рамановской спектроскопии авторы работы отделили квантовые эффекты от классических помех, вызванных нагревом системы. Результаты подтвердили аргумент Бора о том, что измерение импульса частицы вносит неопределенность, разрушающую волновые проявления.
В дальнейшем команда физиков планирует напрямую изучить квантовую запутанность и проследить переход от квантового поведения к классическому при увеличении массы «щели».
