3411
26
02 января 2022 20:45:45
Мнимые числа оказались необходимы для описания реальности квантовой теорией
Мнимые числа появляются, если мы берем корень из минус единицы. В сумме с действительными числами они составляют так называемые комплексные числа, которые широко используются в математике, однако относительно роли которых в квантовой теории – служебной или фундаментальной – давно идут неутихающие споры. Шредингер, автор знаменитого волнового уравнения, например, считал, что комплексные числа, фигурирующие в его уравнении играют лишь вспомогательную роль и не связаны со свойствами природы.
Теперь в двух новых исследованиях физики решили протестировать, насколько фундаментальными для природы являются комплексные числа, в эксперименте, являющемся вариацией на тему классического эксперимента Белла. Этот тест был создан для проверки гипотезы квантовой запутанности – таинственной связи между двумя разделенными расстоянием частицами, которая выводится из квантовой теории.
В этой новой модификации опыта Белла физики поместили два независимых источника, S и R, между тремя детекторами, A, B и C, создав таким образом элементарную квантовую сеть. Источник S отправляет две частицы света, или два фотона: один к детектору A, а другой – к детектору B. Излученные фотоны при этом находятся в состоянии квантовой запутанности. Источник R аналогично испускает два фотона, только направляет их к источникам B и C. Если Вселенная описывается стандартной квантовой механикой, основанной на комплексных числах, то фотоны, прибывающие к детекторам A и C не должны находиться между собой в запутанном состоянии, но если квантовая теория строится лишь на действительных числах, то должна наблюдаться запутанность.
Для проведения теста авторы второго из этих исследований провели эксперимент, в котором они облучали лазерными лучами кристаллы. Энергия, передаваемая от лазера к кристаллу, затем переизлучалась в форме запутанных фотонов. Наблюдая состояния фотонов, прибывающих ко всем трем детекторам, исследователи выяснили, что фотоны, прибывающие к детекторам A и С, не являются запутанными между собой, а это подразумевает, что полученные ими данные основываются на квантовой теории, включающей использование комплексных чисел.
Исследования опубликованы в журналах Nature и Physical Review Letters; руководитель исследовательской группы Марк Оливье-Ренуа (Marc-Olivier Renou).
(Добавил: Hot Temp)
Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен
к последнему комментарию
