Фізики довели існування петлі часу

Опубликованно 23.08.2018 11:03

Вчені Квінслендського університету в Австралії продемонстрували, що з точки зору квантової механіки дві різні події можуть передувати один одному одночасно. Порушення причинно-наслідкового зв'язку вдалося продемонструвати за допомогою поляризації фотонів в інтерферометрі. Про це повідомляє видання Science.

В ході дослідження фізики пропустили фотони через інтерферометр — пристрій, за допомогою якого пучок електромагнітного випромінювання поділяється на кілька пучків, які йдуть через різні оптичні шляхи (А і В). Зрештою, два пучка знову воссоединяются і накладаються один на одного, що призводить до інтерференції. Установка була зібрана таким чином, що при вертикальній поляризації фотон вибере лівий шлях, потім повернеться назад і потрапить в праву частину інтерферометра. При горизонтальній поляризації частинка спочатку йде по правому шляху, а потім по лівому.

Однак при діагональної поляризації квантова хвиля, яка описує положення фотона, «розщеплюється», рухаючись за обома шляхами одночасно. Вертикально і горизонтально поляризовані компоненти спочатку йдуть кожен своїм шляхом, повертаються назад, і переходять на сусідній шлях. Таким чином, по кожному шляху проходять відразу обидва компонента, тобто фотон ніби йде за обома шляхами одночасно. В кінці кожного шляху фотон знову розщеплюється, при цьому один компонент повертається назад, а інший виходить з установки.

При цьому дуже важко визначити, яка подія передує іншому: чи то повернення поляризованих компонент початок шляхів створює видимість проходження фотона з А і В одночасно (фотон проходить спочатку по одному шляху, а потім по іншому), то розщеплення «роздвоєного» фотона в кінці кожного з шляхів обумовлює одноразовий повернення компонент в початок кожного шляху (і тоді фотон дійсно проходить за обома шляхами одночасно).

Щоб вирішити цю проблему, вчені провели ряд експериментів, кожен раз вставляючи в установку додаткові лінзи, які змінюють просторовий розподіл пучка світла. Це дозволяє змінити поляризацію фотона в той момент, коли квантові хвилі знову накладаються один на одного. Якщо кожен фотон в пучку спочатку проходив один шлях, а потім іншого, то підсумкова поляризація фотона повинна відповідати значенню. Однак дослідники з'ясували, що в експерименті неможливо визначити, яка з подій в дійсності зумовлює інше. Іншими словами, обидва процеси є причиною і наслідком один одного.

Категория: Наука