Сто тысяч световых скоростей

До сих пор считалось, что скорость передачи информации от одного фотона к другому не превысит скорости света.
Источник: www.istar.org

Швейцарские физики утверждают, что доказали, будто информацию можно передавать со сверхсветовой скоростью. Это сообщение появилось не где-нибудь, а в одном из самых уважаемых в мире научных журналов – Nature, – который этим уважением очень (иногда даже слишком) дорожит и с помощью целой армии экспертов проверяет на достоверность каждую публикацию.

Сам эксперимент новым не назовешь. Швейцарцы изучали так называемый парадокс Эйнштейна–Подольского–Розена, открытый еще в 1935 году. Это был мысленный эксперимент, с помощью которого Альберт Эйнштейн в своем споре с Нильсом Бором пытался доказать «неполноту» квантовой механики. Неполноту доказать не удалось, но парадокс остался, получив статус эффекта.

Он заключается в следующем. Если две частицы рождаются в одной точке и разлетаются в разные стороны, то их состояния становятся связанными (entangled) – их суммарный импульс и суммарная энергия равны нулю, сохраняются также суммарные квантовые характеристики. Если теперь измерить координаты одной частицы, то ее состояние от такого вмешательства изменится, соответственно тут же должно измениться состояние второй частицы, причем независимо от расстояния между ними – она должна «почувствовать» первую тут же. Правда, до сих пор считалось, что скорость передачи информации от одного фотона к другому не превысит скорости света.

Начиная с девяностых годов, эксперименты по проверке этого эффекта с двумя связанными фотонами проводились неоднократно. С каждым годом расстояния между ними постоянно увеличивались – сначала они ограничивались размером установки, затем размером лаборатории. В 2004 году в той же Швейцарии этот эффект наблюдался при разнесении частиц на 600 м. В этом году фотоны были разнесены на 18 км – именно такое расстояние отделяет друг от друга две швейцарских деревни, куда по световодам были направлены связанные фотоны. Столь приличное расстояние позволило наконец грубо измерить скорость, с которой частицы реагируют друг на друга.

Оказалось, что она по меньшей мере в сто тысяч раз (!) превысила световой предел, обозначенный Эйнштейном и до сей поры представлявшийся незыблемым.

Не сказать, чтобы исследователи стали прыгать от радости – есть такое тысячи раз проверенное правило, что, когда нападаешь на канон, ставший незыблемым, готовься к неприятностям. Об этом мог бы рассказать даже сам Эйнштейн, который поначалу со своим знаменитым мысленным экспериментом относительно наблюдателя и поезда, доказывающим замедление времени в зависимости от скорости, куда только ни совался – и все напрасно. Этот эксперимент настолько элементарен, что его может воспроизвести на бумаге и пятиклассник. Говорят, что даже Эйнштейн чуть ли не по блату добился внимания к своим выкладкам. Это уж потом он заработал звание величайшего физика XX столетия. А швейцарцы, что ни говори, получается, нападали на самого Эйнштейна – ведь он утверждал, что выше скорости света не может быть никакой, и на этом утверждении строится вся современная физика.

Ученые, довольно уважаемая группа из Университета Женевы под руководством Николаса Гизина, натурально, обеспокоились судьбой своего международного статуса и проверили, по их словам, все, что возможно, и все, что невозможно. Проверив и убедившись, что все правильно, стиснули зубы и послали статью, как уже было сказано, в один из самых уважаемых научных журналов мира. После соответствующей экспертизы ее опубликовали. Любознательный читатель, имеющий связь с интернетом, может зайти на сайт журнала и прочитать об этой работе. Сама работа запаролена, но сообщение о ней и комментарии доступны – они множатся лавинообразно, большинство физиков просто не верят, что такое возможно.

Когда корреспондент «НГ» обратился к человеку, мнению которого безусловно доверяет – физику-теоретику Константину Кикоину, бывшему курчатовцу, живущему теперь в Израиле, тот был настроен примерно так же, как и большинство комментаторов статьи в Nature.

«Честно говоря, я стараюсь держаться подальше от всех этих дискуссий о телепортации, сверхсветовых скоростях и всем таком прочем, – сказал он. – Для меня это вопиющая ошибка, происходящая из-за неверной интерпретации основных принципов квантовой механики. Да, конечно, здесь существуют тонкие проблемы открытых и закрытых систем, когда вторжение наблюдателя превращает закрытую систему в открытую и таким образом делает невозможным сравнение состояний до и после измерения в смысле скорости распространения сигнала и так далее и тому подобное. Но для того, чтобы сформулировать взвешенный ответ на любой, извини, глупый вопрос, человек должен иметь много времени впереди. У меня такого времени нет┘ Что же до гипотезы Эйнштейна об универсальной скорости, то мы должны воспринимать ее как Закон Природы («ассерторическое» утверждение в терминологии Канта), который не обсуждается, а лишь проверятся экспериментально. Он, кстати, проверялся сотни раз».

Есть и другие мнения, прямо противоположные.

Альберт Чечельницкий, физик-теоретик из Дубны, лет 30 назад выдвинул гипотезу, согласно которой квантовая механика работает не только в размерах атомного ядра и ниже, но и в мегаразмерах, на уровне строения Солнечной системы и далее. Насколько эта теория верна, судить специалистам, но она высосана не из пальца и основана, в частности, на том, что орбиты наших планет удивительным образом напоминают орбиты электронов – соотношения между их радиусами есть целые числа.

Вот уж кого-кого, а Чечельницкого нельзя назвать человеком, который боится нападать на каноны. Из этой гипотезы вытекают следствия, которые от современной астрофизики камня на камне не оставляют – по ней нет ни черных дыр, не было никогда и Большого взрыва, и еще много чего нет из того, что сейчас является краеугольными камнями нашего астрофизического мировоззрения. В частности, из его гипотезы получается, что предельной скорости во Вселенной не существует.

«Астрофизики порой даже наблюдают такие скорости, в 8–10 раз больше световой, но, по существующей теории, это иллюзия, хотя на самом деле это реальность, – заявил Альберт Чечельницкий в интервью «НГ». – Сама история «бронзовения» постулата о предельной скорости очень драматична и заслуживает отдельного разговора. Поначалу это была просто умозрительная декларация, не подкрепленная никакими экспериментальными свидетельствами. Сегодня она стала непоколебимым каноном».

А пока физики разбираются с неугодным экспериментом. Неугодный он или негодный, покажет время.