Denna månad i tidskriften proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dök upp en studie som presenterades den nya kvantmekaniska fenomen. Författarna kallade det för “principen om quantum duvor och lådor.” Innan denna upptäckt, principen har varit allmänt känt i konventionell vetenskap som “principen om duvor och lådor” (på engelska), eller Dirichlet-principen.
Enligt den principen, att om du lägger tre duvor i två celler, sedan minst två duvor måste vara i en cell. Detta är en självklar och grundläggande princip i naturen, själva grunden i kombinatorik. Den forskning som bedrivs av medlemmar av Institutet för quantum studier (IQS) vid Chapman University, bryter mot denna princip. Det visar att du kan sätta ett godtyckligt stort antal partiklar i två lådor, och inte två partiklar inte kommer att vara i en låda.
“Den här upptäckten pekar på en mycket intressant struktur av kvantmekaniken, som tidigare obemärkt förbi, säger Yakir Aharonov, doctor of science och co-Direktör för IQS. — Det tvingar oss att tänka om på det mest grundläggande begreppen natur.”
I ett dokument med titeln “Quantum kränkning av principen om duvor och lådor och den typ av quantum korrelationer” diskuterar flera möjliga experiment för att undersöka eventuella typ av partikel interaktioner. Arbetet införs också många ytterligare nya data som upptäcktes av forskare, att utforska associerade kvantmekaniska effekter. Dokumentet ifrågasatte också vissa grundläggande begrepp, inklusive separability och korrelation.
“Det är för tidigt att tala om alla konsekvenser av denna studie, säger Jeff Tollaksen, PhD, co-författare av arbetet i PNAS och co-Direktör för IQS. Men vi tycker att de bör vara konkret, eftersom vi har att göra med de grundläggande principerna”. Förresten, om möjligt brott mot principen om duvor och lådor forskare började prata tillbaka 2014. Sedan dess har arbetet inte sluta.
Vad kan det få för konsekvenser? Till exempel: lagar den kvantmekaniska världen innebär att saker och ting kan vara på olika platser samtidigt. Alltså, en partikel kan vara i båda rutorna på samma gång, men bara när du inte “se”. Så snart som du ser ut och bli en observatör av partikeln, kommer det att vara i en box eller något annat.
“Men om ditt enda verktyg är en hammare tenderar man att behandla allt som en spik, säger Tollaksen. Problemet är att sådana molokopodobnye mätningar är oftast inte mycket till hjälp med att räkna ut hur kvantvärlden länkar framtiden med denna känsliga och viktiga sätt.”
Aron och hans team tjugo år arbetade han på nya typer av mild “svaga mätningar”, som kan se dessa anslutningar — “om du försiktigt röra med ditt finger och inte träffa rutan med en hammare, tvingar varje duva att vara i min Inkorg, säger Tollaksen.
Alla dessa konstiga principer är mycket, mycket påverka vår förståelse av den förmodligen exotiska aspekt av naturen: nonlocality — teorin att partiklar skiljs åt av stora avstånd, även på motsatta ändarna av Universum, som är anslutna och kan påverka varandras beteende. “Nonlocality anses vara den mest otroliga upptäckten av vetenskap och är en resurs för framtida teknologier,” sade Tollaksen.