Co dokładnie się wydarzyło? Dowiadujemy się z publikacji zamieszczonej w Physical Review Letters. Autorzy, kierowani przez Richarda Wagnera z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu, przeprowadzili eksperyment używając interferometru neutronowego. To urządzenie pozwala wysyłać wiązkę neutronów do celu, dostarczając istotnych informacji o ich zachowaniu.

Członkowie zespołu badawczego stworzyli sytuację, w której wiązka neutronów dzieliła się na dwie części. Te dwie wiązki poruszały się oddzielnymi drogami, by w końcu znowu się połączyć. W tym momencie naukowcy zwrócili uwagę na twierdzenie Bella i nierówności Leggetta-Garga.

Pierwsza z tych zasad mówi, że przewidywania mechaniki kwantowej różnią się od intuicji klasycznej fizyki. Druga odnosi się do zasady, według której układ zawsze jest w jednym z dostępnych stanów. Fizycy od lat zastanawiali się, czy można znaleźć sposób, by fizyka makroskopowa mogła wyjaśniać również zjawiska kwantowe.

W swoim eksperymencie austriaccy fizycy wykorzystali interferometr neutronowy, chcąc zbadać założenia fizyki klasycznej i kwantowej. Wyniki eksperymentu jednoznacznie pokazały, że to niemożliwe. Neutrony mogły bowiem istnieć w dwóch miejscach jednocześnie, co jest nie do pomyślenia w fizyce klasycznej. Nierówność Leggetta-Garga w fizyce klasycznej sugeruje, że wyniki pomiarów w prostym układzie binarnym są skorelowane tylko do pewnego stopnia, natomiast w systemach kwantowych korelacje są o wiele silniejsze.

Innymi słowy, twierdzenie Bella i nierówności Leggetta-Garga nie mają zastosowania w świecie kwantowym, gdzie korelacje są znacznie silniejsze niż te przewidywane przez fizykę klasyczną. Aby to monitorować, fizycy z Wiednia użyli różnych metod pomiarowych i obserwowali wiązki neutronów w różnych momentach.

Nowością w ich badaniach było stwierdzenie, że neutrony poruszały się jednocześnie po dwóch oddzielnych torach, oddalonych od siebie o kilka centymetrów. To dowodzi, że żadne klasyczne i makroskopowo realistyczne teorie nie są w stanie wyjaśnić tej rzeczywistości. Mówiąc krótko, bez fizyki kwantowej nie da się w pełni opisać praw rządzących wszechświatem.

Dodatkowo, badania te otwierają nowe możliwości zastosowania technologii kwantowych, takich jak komputer kwantowy, który mógłby radykalnie zmienić nasze zrozumienie i zdolności obliczeniowe w różnych dziedzinach nauki i przemysłu.