Експерименти з відкладеним вибором підтверджують вплив вимірювання на квантове минуле

Складні експерименти у сфері квантової механіки, зокрема варіації так званих «експериментів із відкладеним вибором», продовжують ставити під сумнів класичне уявлення про незмінність минулого. Дослідження, які активно реалізуються у високотехнологічних лабораторіях станом на 2025 рік, демонструють, що рішення про вимірювання, прийняте у теперішньому моменті, здатне конфігурувати квантове минуле системи. Ці дослідження є еволюцією концепцій, що зародилися ще у 1980-х роках, і наразі досягли високого рівня технічної реалізації з використанням оптичних систем та надшвидкісних комутаторів.

Фундаментальним прикладом є модифікований експеримент із подвійною щілиною, де спостереження за траєкторією фотона спричиняє колапс його хвильової функції. У варіанті з відкладеним вибором, рішення про те, чи буде здійснено спостереження, ухвалюється вже після того, як фотон пройшов через щілини. Ключові числові дані підтверджують, що інтерференційна картина зникає або з'являється точно так, ніби вибір спостерігача був зроблений заздалегідь, що кидає виклик лінійній причинності. Піонери квантової думки, зокрема Ервін Шредінгер, Вернер Гейзенберг та Нільс Бор, заклали основи для таких контрінтуїтивних висновків, а фізик-теоретик Джон Арчибальд Вілер у 1970-х роках запропонував сам концепт відкладеного вибору.

Класична фізика постулює, що вимірювання лише розкриває вже існуючий стан об'єкта, тоді як квантова механіка стверджує, що частинки перебувають у суперпозиції до моменту вимірювання. Історично, оригінальний експеримент із подвійною щілиною, проведений Томасом Янгом у 1801 році зі світлом, був демонстрацією хвильової природи, що передувала квантовій механіці. Експерименти, що проводяться у спеціалізованих лабораторіях, наприклад, варіант «квантової гумки з відкладеним вибором», вперше повідомлений Юн-Хо Кімом та колегами на початку 1998 року, досліджують наслідки квантової заплутаності. Якщо фотон поводиться так, ніби пройшов одним шляхом, він входить як частинка; якщо двома — як хвиля.

Ключовим висновком, який підтверджується численними повтореннями, є те, що вимірювання у сьогоденні ефективно «вибирає» ту гілку квантової суперпозиції, яка описує минуле. Це не означає передачу інформації назад у часі, а скоріше те, що до вимірювання минуле не було фіксованим у певному стані. Фізик Джон Арчибальд Вілер, який народився 9 липня 1911 року і помер 13 квітня 2008 року, був видатним теоретиком, учнем Нільса Бора, чиї ідеї продовжують стимулювати фундаментальні дослідження. Сучасні дослідження, що тривають, наприклад, ті, що стосуються макроскопічного квантового тунелювання, відзначені Нобелівською премією 2025 року, показують, що квантові ефекти можуть проявлятися у відносно великих системах, наближаючи фундаментальну фізику до інженерії. Це підкреслює, що інтерпретація квантової механіки, особливо щодо ролі спостерігача та природи реальності, залишається однією з найактуальніших наукових проблем, незважаючи на підтвердження її прогностичної сили.