Взгляд со стороны. Естествознание и религия. Николай Кудрявец
фотонов, исследователи применили сверххолодные метастабильные атомы гелия.
Атомы были переведены в состояние конденсата Бозе – Эйнштейна. Конденсатом Бозе – Эйнштейна называют агрегатное состояние вещества, основу которого составляют бозоны, охлаждённые до температуры, близкой к абсолютному нулю. В этом состоянии большинство атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях, что позволяет наблюдать квантовые эффекты на макроскопическом уровне. Затем все атомы, кроме одного, были удалены. Оставшийся атом пропустили между двумя лазерными лучами, которые сформировали решётку.
Исследователи решили выяснить: если речь идёт об объекте, который может вести себя либо как частица, либо как волна, в какой момент времени он «решает», как именно себя вести.
При первом эксперименте, после того как атом пересекал первое препятствие, на пути атома добавлялась вторая решётка из лучей лазера. После её добавления атом, как и волна, двигался по двум возможным путям.
При повторном эксперименте, когда вторую решётку из лазеров убирали, атом выбирал только один из возможных путей. Введение второй решётки определяло, появляется ли атом как частица или как волна, когда проходит через первую решётку, – будущее как бы влияло на прошлое атомов.
Решение о том, будет или нет существовать на пути атома «экран», принималось на основании работы квантового генератора случайных чисел. По релятивистским меркам генератор был разделён с атомом, и никакого взаимодействия между ними быть не могло.
Исследователи сделали вывод, что атом не мог «определиться со своей природой» до тех пор, пока не подвергся наблюдению (измерению) во второй раз. Они подчеркнули, что атом не выбирает, кем ему быть – волной или частицей. Его свойство возникает в тот момент, когда проводится измерение.
«Наше исследование доказывает, что измерение решает всё. На квантовом уровне реальность не существует, если вы её не наблюдаете», – пояснил результаты эксперимента руководитель исследования Эндрю Траскотт. Исследователи уверены, что только после измерений в конечной точке наблюдения станет понятно, повёл себя атом как волна, разделяясь по двум направлениям, или как частица, выбирая одно направление. По словам Траскотта, если кто-то предпочитает верить в то, что атом действительно «выбрал» определённый путь или пути, он должен признать, что будущие измерения влияют на прошлое[54].
Учёные уверены, что эксперимент полностью подтвердил предсказание квантовой механики. Однако ранее проведённый двухщелевой опыт Цайлингера по рассеянию фуллерена C70 показал, что переход квантовых объектов в классические при их взаимодействии с окружающей средой (декогеренции) происходит не по причине измерения, но в результате взаимодействия квантового объекта с окружением за счёт теплового излучения. И это общий механизм, который имеет отношение ко всем макроскопическим телам[55].
По мнению Войцеха Зурека, наше сознание воспринимает
Science Daily: Experiment confirms quantum theory weirdness, 27.05.2015. https://www.sciencedaily.com/releases/2015/05/150527103110.htm.
Hackermüller L., Hornberger K. et al. Decoherence of matter waves by thermal emission of radiation. – Nature, 2004. https://www.nature.com/articles/nature02276, http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/zurek_dekogerencia.pdf.