Наиболее расстраивающая идея в квантовой механике может быть «жутким действием на расстоянии» – понятие, что определенные частицы могут влиять на друг друга почти немедленно через обширные пределы пространства. Недавно в Женеве, этот аспект кванта surreality пережил самую хитрую западню до сих пор, ряд экспериментов, настроивших его против основных принципов относительности Эйнштейна.
Жуткое действие требует «запутанности», близкой связи между квантовыми частицами. В классическом примере измеряется одна из пары запутанных фотонов, который вынуждает его выбрать поляризацию.
Немедленно, его близнец должен принять противоположную поляризацию – даже если это – миллиарды световых лет далеко. Так или иначе первый фотон послал сигнал своему отдаленному близнецу – парадоксальное явление, которое это много раз показывалось.
Но это дальнее отношение могло бы сломаться при особых обстоятельствах. Эйнштейн показал, что течение времени, и даже заказ событий, относительны: Они зависят от того, как быстро наблюдатель двигается. Это не проблема, если две запутанных частицы измеряются двумя постоянными датчиками; было бы легко сказать, какая частица прибывает сначала.
Но если один датчик двигается достаточно близко в скорость света, релятивистские искажения могли бы разрушить запутанность. Каждая частица будет думать, что измеряется сначала, выберите ее поляризацию, и затем сигнализируйте другую частицу, чтобы сделать противоположное. Следовательно головная боль: Если две частицы не соглашаются о том, кто отправитель и кто управляющий, как они могут общаться? Законы квантовой механики сломаются?
Ученые во главе с Николасом Джисином, физиком в университете Женевы, помещают этот вопрос в экспериментальное испытание. В их лаборатории они создали пары запутанных фотонов и послали им вниз различные волоконно-оптические кабели к датчикам в близлежащих деревнях Bernex и Белльвью, на расстоянии в 10,6 километров. Для создания релятивистской аномалии ученые должны были провернуть датчик до сверхбыстрых скоростей путем вращения его в 10 000 оборотов в минуту.
Обычный измерительный прибор разбился бы в секундах, таким образом, Женевская бригада должна была сделать умное – и спорный – замена.Сначала они разделяют луч Белльвью, посылая запутанному фотону вниз один из двух путей.
Один путь привел к фиктивному датчику, сделанному из листа черной бумаги, обернутой вокруг кружащегося барабана и другого к постоянному датчику. Тишина в постоянном датчике означала, что фотон ударил черную бумагу.
Таким образом исследователи создали свой датчик релятивистской скорости, говорит Джисин. Путем сравнения тысяч пар бригада нашла, что запутанные фотоны остались запутанными, даже если каждая мысль она ударила датчик сначала. Законы Эйнштейна не имели никакого эффекта на жуткое действие.
Другие ученые говорят результаты, которые были отправлены по почте на Лос-Аламосе Национальные Лабораторные архивы перед печатью, впечатляющие, но не совсем воздухонепроницаемые. «Они очень красивы с экспериментальной точки зрения, но существует слишком много предположений», говорит Антон Цайлингер, физик в университете Инсбрука в Австрии. Например, никто не уверен, что движущийся листок бумаги, фактически, эквивалентен движущемуся датчику.
Однако ученые соглашаются, что Женевские эксперименты являются технологическим подвигом. «Это – в некотором смысле, новая линия в экспериментальной работе», говорит швейцарский физик Антуан Суарес. «Вы помещаете квантовую механику в релятивистскую структуру».