Юный техник, 2003 № 07

Фотонам время нипочем!

Революционное открытие в области квантовой физики сделала группа ученых из Женевского международного научного центра. При опытах с фотонами они обнаружили отсутствие привычного для физики понятия времени.

«Мы неожиданно увидели, что для парных фотонов, которые под воздействием лазера испускаются атомом, не существует времени и они продолжают взаимодействовать в совершенно иной и непонятной для классической физики сфере», — заявил руководитель экспериментов Антуан Суарес.

Опыт, проведенной женевской группой, основывался на достижении французского физика Алекса Аспека, который в 1981 году провел в Париже эксперимент, опровергший предположение Эйнштейна о сохранении законов классической физики на квантовом уровне.

Великий теоретик предсказал в 1935 году возможность вычисления положения в пространстве и силы импульса двух взаимодействующих фотонов. Первые сомнения относительно этого высказал еще Нильс Бор. Однако только Аспеку удалось найти доказательства ошибочности предположений Эйнштейна относительно законов квантовой физики и тем самым поставить под сомнение само классическое понятие пространства в отношении фотонов.

Ныне экспериментаторы пошли еще дальше и включили в эксперименты с парными фотонами изменение ключевого параметра — времени. Их результаты стали полностью неожиданными для самих ученых — оказалось, что парные фотоны взаимодействуют вне времени. Таким образом, находит экспериментальное подтверждение предварительный вывод о возможности на квантовом уровне существования частиц в двух и более пространственных точках одновременно.

Эксперимент женевских исследователей подтвердили и их датские коллеги из Орхусского университета. Им удалось провести несколько успешных опытов с отдаленными друг от друга облаками газов, состоящих из атомов цезия. В итоге выяснилось, что воздействие на атомы в облаке-оригинале мгновенно сказывалось на его дубликате.

Спрашивается, какой прок от всего этого? Мгновенно и синхронно изменяющиеся параметры в двух удаленных точках позволяют наладить великолепный канал связи. А возможность сверхскоростной передачи информации означает революцию не только в технике связи, но и в компьютерных технологиях. Открывается принципиальная возможность создания квантовых компьютеров, которые будут отличаться от своих предшественников примерно так же, как конторские счеты отличаются от современных ЭВМ.

Кроме того, в отдаленном будущем подобная технология, возможно, будет использоваться для квантовой телепортации. То есть, говоря совсем уж просто, в одном месте «разберут» объект на атомы, телепортируют их и где-нибудь за тридевять земель, на расстоянии тысяч или даже миллионов световых лет, мгновенно появится двойник первого объекта. И современные космолеты окажутся не нужны.

И. ЗВЕРЕВ

Как стать миллионером на решении задач?

В свое время мы рассказали о том, как была получена крупная премия за доказательство теоремы Ферма (см. «ЮТ» № 7 за 1997 г.). А книга, описывающая этот научный подвиг, стала бестселлером. И вот вам новый факт. В апреле сего года российский математик Григорий Перельман в аудитории Массачусетского технологического университета прочел своим коллегам цикл лекций, посвященных доказательству так называемой проблемы Пуанкаре.

Серое вещество мозга — большая ценность.

Она была сформулирована еще в 1904 году французским ученым Жюлем Анри Пуанкаре и затрагивает проблемы топологии. Этот раздел математики часто называют «геометрией на резиновом листе», поскольку она имеет дело со свойствами геометрических форм, которые сохраняются, даже если эта форма растягивается, скручивается, изгибается. Иными словами, деформируется без разрывов.

Топология особенно важна для изучения проблем теоретической физики, поскольку позволяет понять свойства пространства.