Группа ученых из Университета Женевы, Швейцария, провела опыт, доказывающий, что скорость взаимодействия запутанных (entangled – особое квантовое состояние частиц) фотонов превышает скорость света. В свою очередь это означает, что распространение информации в квантовых системах не подчиняется законам теории относительности Эйнштейна. Работа авторов опубликована в журнале Nature.

Запутанные частицы отличаются от обычных тем, что ряд их характеристик находятся в зависимости между собой. Например, спин фотона может принимать всего два значения: единица и минус единица. Квантовая механика утверждает, что если одновременно измерить спины запутанных частиц, то один всегда окажется единицей, а другой - минус единицей. При этом теория не накладывает ограничение на скорость взаимодействия частиц и не объясняет его механизмы.

Ученые проводили следующий опыт. В исследовательском центре в Женеве создавалась пара запутанных фотонов. Они разделялись, и по оптоволоконным кабелям отправлялись в деревни Сатиньи (Satigny) и Жюсси (Jussy), расположенные на расстоянии 18 километров друг от друга. Специалисты в Сатини и Юсси измеряли параметры "полученных" фотонов.

Согласно теории относительности, скорость любого процесса в природе не превосходит скорости света, и за время измерения фотоны не успевают повлиять друг на друга. Запутанные фотоны должны вести себя как независимые частицы, но многочисленные измерения показали, что параметры все равно остаются взаимосвязаны. Ученым удалось подсчитать, что скорость взаимодействия между частицами должна превышать скорость света в 100 тысяч раз.

Явление запутанности было известно еще во времена Эйнштейна. Он называл его "пугающим взаимодействием на расстоянии" (spooky action at distance) и считал основным препятствием всеобщей применимости теории относительности. За прошедшие годы выдвигалось множество гипотез, которые пытались объяснить запутанность. Многие ученые даже сомневались в том, что подобный эффект существуют. Новые опыты однозначно доказывают существование квантовой запутанности, однако ничего не могут сказать о механизмах взаимодействия.

http://www.lenta.ru/news/2008/08/14/quantum/

The experiment shows that in quantum mechanics at least, some things transcend space-time, says Terence Rudolph, a theorist at Imperial College London. It also shows that humans have attached undue importance to the three dimensions of space and one of time we live in, he argues. “We think space and time are important because that’s the kind of monkeys we are.”

If you are baffled by the result, fear not — you’re not alone. “For me, honestly, it doesn’t make any sense,” says Gisin. “I don’t think we can today claim that we have a good story to tell how this all happens.” He hopes that the work will stimulate theorists to come up with new ways of explaining the spooky effect.

http://www.nature.com/news/2008/080813/full/news.2008.1038.html