Откритие в квантовия свят изисква преосмисляне на законите на физиката

Въртенето на частицата или нейният собствен ъглов импулс може да се движи между две места самостоятелно, без да бъде свързано с частицата.

Това откритие може да наложи преосмисляне на основните закони на физиката, казват учените.

Авторите на изследването сравняват своето откритие с това как Чеширският котарак от „Алиса в страната на чудесата“ може да изчезне, а на мястото му да остане само неговата усмивка.

Учените твърдят, че вече са доказали, че това е възможно във физиката.

Всъщност ефектът, известен като квантовият Чеширски котарак, вече беше потвърден преди 10 години. Тогава физиците показаха, че въртенето на неутрона може да бъде отделено от самата частица.

Сега обаче физиците са провели по-задълбочени изследвания на ъгловия момент в квантовия мащаб.

Ъгловият момент на даден обект зависи от неговата маса, скорост и размер.

Смята се, че той се подчинява на закона за запазване на ъгловия импулс. Тоест не може да се създава или унищожава, а само да се преразпределя.

За да може един ъглов момент да се премести някъде, той трябва да бъде пренесен от обект. Но ново откритие показва, че това невинаги е така.

Учените са провели експеримент, при който частица с ъглов импулс е била разположена от лявата страна на инсталацията с отразяваща стена в средата. Частицата отскача от стената и се намира от лявата страна на инсталацията, но понякога преминава през стената с помощта на квантово тунелиране.

Физиците са изчислили как свойствата на една частица, докато се движи, се променят с времето. И са установили, че в редките случаи, когато частица напусне лявата страна на устройството, нейният ъглов импулс все още може да бъде променен.

Законът за запазване на ъгловия импулс предполага, че това може да се обясни с еднаква и противоположна промяна, която е била придадена от частицата другаде.

Но физиците са открили, че въпреки че частицата никога не е осъществила контакт с десния край на устройството, това е мястото, където нейният ъглов импулс се намира в крайна сметка.

И следва заключението, че ъгловият импулс е попаднал там без да е бил пренесен от нещо друго…

Според физиците е възникнала ситуация, при която съхранено свойство може да бъде отделено от частицата, на която принадлежи. И може да се премести от едно място на друго без никаква подкрепа от материален обект.

Откритието е от голямо значение за физиката

Учените вярват, че то има огромно значение за всички закони за опазване, които са в основата на физиката. Но изучаването им в квантовата теория не е никак лесно.

В квантовия мащаб има фундаментални ограничения за това колко точни могат да бъдат измерванията на свойствата на частиците. Откритието може да разкрие нещо ново за нашата реалност.

Учените вярват, че има закони на физиката, които са валидни дори когато това, което можем да знаем за обектите, е несигурно.

Холгер Хофман от университета в Хирошима, Япония, казва, че идеята, че законите за опазване са по-сложни в квантовия свят, изглежда убедителна. Но е необходим по-подробен анализ на работата, представена от физиците.

Хофман твърди, че при подобни изследвания е важно да се разбере, че конвенционалните идеи за частиците като физически „носители“ на информация изобщо не работят в квантовата механика. Там понятието „частица“ очевидно означава нещо по-неуловимо.

Авторите на изследването са уверени, че експериментите с квантова светлина или ултрастудени атоми могат да потвърдят откритието им.

По този начин ще бъде възможно да се разбере по-добре как работят законите за опазване в квантовия свят.

Резултатите от изследването са приети за публикуване в списанието Physical Review A, пише New Scientist.