Физики продемонстрировали феномен квантовой прокрастинации

Это возможность отложить на неопределенно долгое время "принятие решения" о том, повел ли в прошлом фотон себя как частица или волна. 2 работы ученых опубликованы в одном номере Science, а их обзору посвящена редакционная статья.

Мысленный эксперимент, демонстрирующий парадоксальное поведение квантовых частиц был первоначально предложен Джоном Уилером в 1984 году. Он представляет собой усложненную вариацию двущелевого эксперимента, показавшего, что даже одиночные фотоны проявляют свойства волны.

В ходе эксперимента луч света сначала разделяется на 2 луча полупрозрачным зеркалом, а затем вновь собирается 2-м таким же зеркалом. Можно подобрать расстояния, проходимые разделенными лучами так, что бы они интерферировали, что легко зафиксировать.

Интересно, что даже если пропускать через систему одиночные фотоны, они будут продолжать интерферировать, то есть вести себя как волна. Фактически, фотон (точнее, его волновая функция) будет интерферировать сам с собой. Если же убрать 2-е зеркало, то интерференция станет невозможна - тогда фотон будет проявлять себя как частица. Мысль Уилера заключалась в том, что теоретически 2-е зеркало можно убрать в тот момент, когда фотон покинет 1-е, но еще не достигнет 2-го зеркала.

В модификации группы Перуццо, наличие 2-го зеркала в эксперименте определялось поляризацией 2-го, "управляющего" фотона. В одном состоянии интерференция происходила, 1-й фотон вел себя как волна, в другом - не происходила, фотон вел себя как частица.

Усложнение заключалось в том, что управляющий фотон был частью запутанной пары - состояние его поляризации экспериментаторы не знали до тех пор, пока не измеряли состояние его партнера. А происходило это спустя несколько наносекунд после того, как первый фотон уже прошел путь между зеркалами и проявил себя одним из 2-х (волна или частица) возможных образов.

Авторы утверждают, что при наличии хорошего способа хранения запутанных частиц такое принятие решения можно откладывать на практически любое конечное время.