У цьому місяці в Працях Національної академії наук (PNAS) з'явилося дослідження, в якому було представлено нове квантове явище. Автори назвали його «принципом квантових голубів і ящиків». До цього відкриття цей принцип був широко відомий в традиційній науці як «принцип голубів і ящиків» (в англійській мові), або як принцип Діріхле.

Відповідно до принципу, якщо ви помістіть трьох голубів в два осередки, то як мінімум два голуба повинні опинитися в одній комірці. Це очевидний і фундаментальний принцип природи, самі основи комбінаторики. Дослідження, проведене членами Інституту квантових досліджень (IQS) при Університеті Чепмена, порушує цей принцип. Воно демонструє, що можна помістити як завгодно велике число часток в дві коробки, і ніякі дві частки не будуть в одній коробці.

«Це відкриття вказує на дуже цікаву структуру квантової механіки, яка раніше була непоміченою, - говорить Якір Ааронов, доктор науки і співдиректор IQS. - Воно змушує нас переглянути базові поняття природи ».

У роботі під назвою «Квантовий порушення принципу голубів і ящиків і природи квантових кореляцій» обговорює кілька можливих експериментів, які досліджують можливості природи взаємодії частинок. Робота також вводить безліч додаткових нових даних, які виявили вчені, що досліджують пов'язані квантові ефекти. У документі також ставляться під сумнів деякі фундаментальні поняття, включаючи віддільність і кореляції.

«Поки занадто рано говорити про всі наслідки цього дослідження, - говорить Джефф Толлаксен, доктор наук, співавтор роботи в PNAS і співдиректор IQS. - Але ми відчуваємо, що вони повинні бути відчутні, адже ми маємо справу з фундаментальними принципами ». До слова, про можливі порушення в принципі голубів і ящиків вчені заговорили ще в 2014 році. З тих пір робота не припинялася.

Які можуть бути наслідки? Наприклад: закони квантового світу мають на увазі, що речі можуть бути в різних місцях одночасно. Таким чином, одна частка може бути в обох коробках одночасно, але тільки коли ви на неї не «дивіться». Як тільки ви подивіться і станете спостерігачем частки, вона буде змушена опинитися в одній або іншій коробці.

«Але якщо ваш єдиний інструмент це молоток, ви схильні розглядати все як цвях, - каже Толлаксен. - Проблема в тому, що такі молотоподобние вимірювання зазвичай не особливо корисні в з'ясуванні того, як квантовий світ пов'язує майбутнє з цим делікатним і важливим чином ».

Ааронов і його команда двадцять років працювали над новими типами м'яких «слабких вимірювань», які могли б побачити ці зв'язки, - «немов ви м'яко чіпаєте пальцем, а не б'єте по ящику молотком, змушуючи кожного голуба надаватися в своєму ящику», говорить Толлаксен.

Всі ці дивні принципи дуже і дуже впливають на наше розуміння самого, напевно, екзотичного аспекту природи: нелокальності - теорії про те, що частинки, розділені величезними відстанями, навіть на протилежних кінцях Всесвіту, пов'язані і можуть впливати на поведінку один одного. «Нелокального вважається самим неймовірним відкриттям науки і є ресурсом для майбутніх технологій», говорить Толлаксен.