Физики из Австралийского национального университета смогли сделать то, что раньше казалось почти невозможным: они засняли атомы, которые находились в двух разных местах в одно и то же время. До этого момента такие странные вещи, называемые квантовой суперпозицией, получалось увидеть в основном у фотонов — частиц света, у которых нет никакой массы.
В этот раз в лаборатории работали с атомами гелия. Это была задача совсем другого уровня сложности, потому что гелий, в отличие от света, имеет вес и реагирует на гравитацию. Из-за этого частицы ведут себя капризно, и поймать их в таком состоянии крайне трудно. Тем не менее, эксперимент подтвердил, что даже тяжелые объекты могут вести себя по законам квантового мира, которые мы привыкли считать применимыми только к чему-то совсем мелкому.
Ученые увидели, что атомы в этих двух точках не просто находятся одновременно, но и умудряются взаимодействовать сами с собой. Это не просто лабораторный фокус, а реальный шанс заглянуть в то, как на самом деле устроена материя на базовом уровне, где привычная нам логика перестает работать.
Исследователи отмечают: "Эти данные помогут нам разобраться, как квантовая механика уживается с гравитацией. В перспективе это может стать тем самым кирпичиком, которого не хватало для создания общей теории, связывающей микромир с масштабами всей Вселенной".
Интересно, как меняются приоритеты в науке: пока одни группы ученых годами восстанавливают по камням и текстам маршруты Иисуса в древнем Иерусалиме, пытаясь разгадать исторические тайны, физики совершают прорыв в понимании самой структуры реальности. Сейчас именно такие фундаментальные вопросы о пространстве и времени снова выходят на первый план.
Часто задаваемые вопросы
Впервые квантовую суперпозицию (нахождение в двух местах сразу) зафиксировали не у фотонов, а у атомов гелия, обладающих массой.
Наличие массы заставляет частицы реагировать на гравитацию, что делает их поведение менее предсказуемым по сравнению с безмассовыми частицами.