W przełomowym eksperymencie naukowcy precyzyjnie zmierzyli czas, jaki foton spędza wewnątrz bariery kwantowej, zjawisko znane jako tunelowanie kwantowe. To odkrycie, opublikowane w czasopiśmie Nature, podważa kluczową prognozę interpretacji mechaniki kwantowej Bohma.
Interpretacja Bohma, zaproponowana w 1952 roku, sugeruje, że cząstki mają określone trajektorie, którymi kieruje „fala pilotująca”. Zgodnie z tą teorią, cząstka wchodząca w nieskończoną barierę powinna tam pozostać na zawsze. Jednak ostatni eksperyment pokazuje, że fotony pokonują barierę z mierzalną prędkością, co wskazuje, że czas przebywania nie jest nieskończony.
Eksperyment obejmował fotony uwięzione między lustrami z płynem fluorescencyjnym, co zmuszało je do zachowywania się tak, jakby miały masę. Naukowcy zaprojektowali strukturę z równoległymi kanałami i „rampą”, aby generować fotony o różnej energii. Kluczem była bariera tak rozległa, że wydawała się fotonom nieskończona. Po pokonaniu bariery fotony przesuwały się na boki, umożliwiając pomiar czasu ich przebywania.
To badanie dostarcza danych empirycznych do debaty, która wcześniej ograniczała się do teorii, otwierając nowy etap w eksploracji tunelowania kwantowego. Mechanika kwantowa odniosła niezwykły sukces w przewidywaniu zjawisk subatomowych, ale jej interpretacja pozostaje polem debaty filozoficznej i nierozwiązanych paradoksów. Ta praca zapewnia wiarygodny pomiar, łącząc idee z pomiarami i otwierając nowy etap w eksploracji tunelowania kwantowego.
Ten postęp jest kluczowy, umożliwiając bezpośrednią obserwację wcześniej abstrakcyjnych zjawisk, nadając fizyce kwantowej bardziej namacalny i weryfikowalny wymiar. To tak, jakbyśmy wreszcie mogli zobaczyć, jak działają mechanizmy zegarka, zamiast tylko zgadywać na podstawie jego działania.