В рамках проекта Big Bell Test физики опровергли предположение Альберта Эйнштейна и провели самую массовую в истории проверку принципов квантовой физики. Результаты эксперимента представлены в статье для журнала Nature.
К процессу ученые подключили более 100 тыс. геймеров, которые играли в онлайн-игру и генерировали абсолютно случайные числа. Благодаря такому большому числу участников удалось за несколько десятков минут получить около 90 млн случайных чисел, а на их основании в 13 лабораториях по всему миру проводились измерения.
Речь идет об эксперименте, предложенном британским физиком Джоном Беллом. За последние 30 лет ученые много раз его проводили, но скептиков это не убедило.
Проблема заключается в следующем. Открытие контринтуитивных принципов квантовой механики в 20-х годах заставило часть физиков, в том числе Эйнштейна, предположить, что их можно описать и с помощью классической физики, только для этого необходимо использовать скрытые переменные и пока неизвестные принципы. Именно к этому относятся знаменитые слова Эйнштейна о том, что «бог не играет в кости». Другие ученые, а среди них Нильс Бор, утверждали, что такого рода объяснения искать не следует вовсе, поскольку квантовая физика работает.
Главный аргумент Эйнштейна и его сторонников – это так называемое «призрачное действие на расстоянии». Феномен заключающийся в том, что связанные друг с другом на квантовом уровне частицы меняют свойства одновременно в присутствии наблюдателя, даже находясь на большом расстоянии друг от друга. Это, по мнению Эйнштейна, невозможно и противоречит теории относительности, согласно которой информация не может передаваться быстрее скорости света.
Проверить это свойство частиц пытались с 1970-х годов. Белл сформулировал так называемые неравенства Белла и условия эксперимента Белла. Однако чистому и корректному эксперименту мешали проблемы экспериментальной установки и необходимость слишком больших вычислений в рамках предложенной модели. То есть всякий раз объяснить передачу информации со скоростью якобы быстрее света можно было и другим образом, с помощью конкретных локальных факторов.
Еще последовали идеи Эйнштейна выдвинули аргумент о несвободе в выборе частиц, использованных для проведения замеров. Ведь если их выбор ограничен, то это само по себе создает иллюзию запутанности частиц, которых в действительности нет.
Чтобы избежать этой уловки, исследователи использовали свет звезд, возникший задолго до рождения наблюдателей, для выработки случайных чисел для наблюдений за «запутанными» частицами. Как и ожидалось, Эйнштейн вновь был опровергнут.
«Удивительно, что спор Бора и Эйнштейна, начавшийся 90 лет назад, по-прежнему сохраняет философский и человеческий элемент. Большие машины и детекторы помогли нам открыть бозон Хиггса, однако мы можем проверить локальный реализм только в том случае, если мы сами примем участие в опытах. Только так можно заставить Вселенную вести себя честно», – подчеркнул организатор проекта Big Bell Test Морган Митчелл.
Впрочем, как признает Митчелл и коллеги, у скептиков осталась одна лазейка, и она принципиально неустранима. Они могут заявить, что человек не обладает свободой воли, а все действия во Вселенной предопределены. Однако это уже очевидно является частью метафизики и не может рассматриваться наукой.
Читайте также:
Подробнее в сюжете: Мир науки
