Новый эксперимент снял все вопросы в споре Бора и Эйнштейна

Международная команда исследователей под руководством профессора Пань Цзяньвэя провела новаторский эксперимент, впервые реализовав на практике знаменитый теоретический спор между Эйнштейном и Бором о природе квантовых объектов. Исследователям удалось получить прямое экспериментальное доказательство принципа дополнительности Бора — фундаментального положения квантовой механики. Выводы работы были обнародованы в авторитетном научном издании Physical Review Letters.

Сердцем эксперимента стала уникальная установка — интерферометр, где в роли сверхчувствительного детектора траектории одиночного фотона выступил атом рубидия. Атом был охлаждён до ультранизких температур, приближенных к абсолютному нулю, и зафиксирован в оптической ловушке на пути лазерного пучка.

Учёные продемонстрировали, что когда фотон сталкивается с атомом, передавая ему заметный импульс, траекторию движения фотона становится возможно определить. Однако в этом случае волновая интерференция полностью разрушается. В противоположном сценарии, когда атом жёстко удерживался в ловушке и не получал смещения, траектория фотона оставалась неопределённой, и в полной мере проявлялась классическая волновая интерференционная картина.

Этот результат стал ярким наглядным подтверждением того, что получить информацию о корпускулярных свойствах частицы (её пути) и одновременно наблюдать её волновые свойства (интерференцию) принципиально невозможно. Частица ведёт себя либо как волна, либо как частица в зависимости от выбранного типа измерений.

Данная работа открывает новые горизонты для прикладных и фундаментальных исследований. Прямое управление взаимодействием единичных фотонов и атомов прокладывает путь к углублённому изучению квантовой декогеренции, созданию сложных запутанных состояний, а также к разработке следующего поколения сверхточных квантовых сенсоров и стабильных кубитов для квантовых компьютеров.