MIT разрешил спор Эйнштейна и Бора: свет не может быть одновременно волной и частицей

Физики из MIT провели «идеализованную» версию эксперимента с двойной щелью, используя более 10 000 ультрахолодных атомов как аналитический инструмент. Результаты, опубликованные 22 июля в Physical Review Letters, окончательно подтвердили позицию Бора — фотон не может одновременно проявлять корпускулярные и волновые свойства.


Масса векового спора между Альбертом Эйнштейном и Нильсом Бором решена: эксперимент MIT, выполненный с использованием отдельных ультрахолодных атомов вместо экранов, показывает, что фотоны не могут одновременно вести себя и как частица, и как волна. Команда учёных организовала кристаллическую решётку из более чем десяти тысяч атомов и по одному фотону при помощи слабого лазерного потока. При этом каждый атом рассеял не более одного фотона, позволяя анализировать, влияет ли фиксирование пути на появление интерференции.

Результаты демонстрируют: при увеличении точности информации о том, через какой атом прошёл фотон, резко снижается видимость интерференционной картины. Это прямо отражает природную связь между «которым-то путем» и квантовой «размытостью» — принцип, впервые сформулированный Бором. Эйнштейну, считавшему, что фотоны должны оставлять «следы» при прохождении через щели и при этом сохранять интерференцию, эксперимент показал ошибочность этой идеи.

Уникальность MIT‑версии в том, что атомы саму щель заменили, а лазеры контролировали их неопределённость в положении — от жёсткого захвата до «размытого» положения. Это позволило гибко регулировать баланс между корпускулярностью и волновой природой фотона и наблюдать четкую квантовую корреляцию между ними.

Статья была заранее опубликована в MIT News 28 июля, где описывается схема эксперимента: отдельные атомы ведут себя как самой маленькие идеальные щели, а фотон в момент рассеяния теряет корпускулярность, если его путь фиксируется.

ИЗНАНКА

Квантовая механика обрела новое доказательство — и завершила научную сагу, начатую почти столетие назад. Эксперимент MIT словно вернул физике к самому её фундаменту, убедительно подтвердив: если фиксировать путь фотона, волна исчезает. Эйнштейн ошибался, Бор был прав — и эта история показывает, что фундамент вполне способен проверяться на атомном уровне, даже спустя десятилетия.

Фото: ИЗНАНКА

Читайте, ставьте лайки, следите за обновлениями в наших социальных сетях и присылайте свои материалы в редакцию.

ИЗНАНКА — другая сторона событий.