W mitologii greckiej obcięcie jednej głowy Hydrze kończyło się wyrośnięciem dwóch kolejnych. Okazuje się, że w świecie fizyki kwantowej próba „przecięcia” fotonu prowadzi do jeszcze dziwniejszych skutków – powstaje nieskończenie wiele cząstek tam, gdzie wcześniej była tylko jedna.
Większość z nas wyobraża sobie światło jako strumień, który po prostu biegnie przed siebie. Jednak naukowcy z Uniwersytetu w Oslo udowodnili, że próba fizycznego podziału elementarnej cząstki światła budzi samo próżnię, zamieniając ją w coś zupełnie nieoczekiwanego.
Dlaczego nie da się po prostu "ukroić" fotonu?
W naszym codziennym życiu, gdy przekrawamy np. jabłko, po prostu dzielimy obiekt na dwie łatwe do zidentyfikowania części. Z fotonem jest inaczej. Foton nie jest małą, twardą kulką, którą można dowolnie manipulować. To fala, która „rozlewa się” w przestrzeni.
Badacze postawili hipotezę: co jeśli stworzymy lustro, które porusza się tak szybko, że zdąży odbić tylko „ogon” nadlatującego fotonu, odcinając resztę? Wyniki obliczeń kwantowych zaskoczyły nawet samych autorów:
- Próba odcięcia kawałka fotonu generuje stan kwantowy złożony z nieskończonej liczby cząstek.
- Moment „cięcia” wzbudza kwantowe pola próżni, które w rzeczywistości nigdy nie są puste.
- Z „niczego” wyłania się nagle gęsta sieć energii, która maskuje się jako pojedynczy obiekt.
Fizyka, która przeczy zdrowemu rozsądkowi
To brzmi jak magia, ale to czysta matematyka kwantowa. Sam Samuel Braunstein z University of York podkreśla, że w świecie kwantów niezwykle złożone zjawiska potrafią udawać coś banalnie prostego. Z perspektywy obserwatora z boku, wszystko wygląda normalnie – foton jest po jednej stronie, a próżnia po drugiej. Jednak w rzeczywistości dzieje się tam „kwantowe zamieszanie”.
Czy możemy to sprawdzić w laboratorium?
Obecnie technologia wciąż nie nadąża za teorią. Aby dokonać „cięcie” fotonu, migawka lub lustro musiałyby poruszać się szybciej, niż pozwalają na to dzisiejsze standardy laboratoryjne. Jednak postęp w manipulowaniu światłem na ultra-krótkich skalach czasowych jest tak szybki, że praktyczny dowód tej teorii to jedynie kwestia czasu.
Jeśli kiedykolwiek zastanawialiście się, czy próżnia jest rzeczywiście pusta, ta teoria daje jasną odpowiedź: nie jest. Jest pełna ukrytego potencjału, który czeka tylko na odpowiednio szybką „interakcję”.
Czy uważacie, że próba zrozumienia takich mikroskopijnych zjawisk przybliży nas do tworzenia komputerów kwantowych nowej generacji, czy to raczej kolejna abstrakcyjna ciekawostka, która zmieni podręczniki dopiero za sto lat?
