Физики начинают эксперимент по обнаружению скрытых состояний фотонов

Физики приблизились к проверке гипотезы, которая может изменить основы квантовой механики. Исследователи разработали метод эксперимента для выяснения, способны ли фотоны иметь больше квантовых состояний, чем предполагалось ранее. Подтверждение гипотезы поставит под сомнение существующие представления о спине частиц и вызовет необходимость пересмотра фундаментальных теорий, включая квантовую электродинамику.

Согласно установленной модели, спин фотона может принимать два состояния, которые определяют поляризацию света в двух направлениях. Тем не менее, учёные предположили наличие у частиц дополнительных квантовых состояний, недоступных при обычных методах наблюдения. Успех в этом направлении не только углубит понимание природы света, но и затронет принципы взаимодействия элементарных частиц.

Эксперимент, предложенный международными физиками, базируется на инновационном подходе к измерению квантовых характеристик фотонов. Важнейшая часть методики — сочетание высокоточных лазеров и квантовых сенсоров, фиксирующих мельчайшие изменения в поведении частиц.

Раскрытие дополнительных степеней свободы фотонов создаст возможности для формирования более сложных квантовых систем, таких как компьютеры с улучшенной устойчивостью к помехам и оптические сети нового поколения.

Научное сообщество настроено с осторожным оптимизмом. Если гипотеза не подтвердится, это укрепит существующие модели. В любом случае, даже отрицательный результат даст ценное понимание границ применимости квантовой механики. В то же время инженеры разрабатывают прототипы устройств для использования потенциально новых свойств фотонов — от сверхзащищённых каналов связи до высокоточных датчиков.

Ожидается, что результаты исследования будут представлены на международной конференции по квантовой физике в Женеве осенью 2025 года.

Источник: iXBT