Установлена нижняя граница скорости квантовой запутанности

В области квантовой физики был поставлен новый рекорд, приближающий нас к пониманию одной из самых причудливых особенностей микромира. Учёным впервые удалось экспериментально определить минимальную скорость процесса квантовой запутанности — явления, при котором две частицы становятся связанными таким образом, что состояние одной мгновенно влияет на состояние другой, независимо от расстояния между ними. Полученное значение настолько велико, что бросает вызов не только интуитивному восприятию, но и классическим представлениям о пределе скорости во Вселенной.

Исследователи поставили задачу измерить, как быстро возникает эта необъяснимая с позиции обычной логики связь. Для этого они использовали сверхсовременные лазерные системы, способные генерировать вспышки света продолжительностью в аттосекунды. Одна аттосекунда — это непостижимо малый отрезок времени, одна квинтиллионная доля секунды. Такая точность хронометража позволила засечь момент, когда фотоны (частицы света), взаимодействуя с материей, рождают пары запутанных электронов.

Анализируя данные, физики пришли к выводу, что запутанность между частицами устанавливается быстрее, чем за одну аттосекунду. Более того, на масштабах эксперимента скорость этого процесса оказалась как минимум в сто раз выше скорости света в вакууме, которая, согласно теории относительности Эйнштейна, является максимально возможной скоростью передачи информации или энергии в известной нам Вселенной.

Это открытие, однако, не означает, что информация передаётся быстрее света в привычном нам смысле. Ключевая особенность квантовой запутанности заключается в том, что её нельзя использовать для передачи осмысленных сигналов или данных. Представьте себе две монеты, разлетевшиеся в разные концы галактики. Вы подбрасываете свою, она падает «орлом», и вы мгновенно узнаёте, что удалённая монета упала «решкой». Но вы не можете выбрать, какой стороной упадёт ваша монета, чтобы закодировать в этом сообщение. Именно так, согласно современному пониманию, работает запутанность: она раскрывает существующую корреляцию, но не позволяет управлять ею для связи.

Таким образом, измеренная колоссальная скорость описывает не передачу сигнала, а внутреннюю динамику установления квантовой связи. Этот процесс протекает в рамках законов квантовой механики, которые действуют на уровне, где классические понятия пространства и времени теряют свою однозначность.

Данный эксперимент имеет фундаментальное значение. Он не только устанавливает новый технологический рекорд в измерении времени, но и накладывает важнейшие ограничения на возможные теоретические модели, пытающиеся объяснить механизм квантовой запутанности. Любая новая гипотеза теперь должна учитывать, что «спутывание» частиц происходит с умопомрачительной быстротой, фактически мгновенно в пределах любой измеримой сегодня шкалы.

Результаты работы приближают науку к более глубокому пониманию природы реальности на её самом базовом уровне. Они подтверждают, что в основе мироздания лежат принципы, для которых наша интуиция, сформированная в мире макрообъектов, является плохим советчиком. Остаётся открытым вопрос: является ли эта скорость действительно бесконечной, или дальнейшее развитие аттосекундной хронометрии позволит когда-нибудь зафиксировать её конечное, но по-прежнему астрономически огромное значение.