Традиционен експеримент в областта на физиката може да крие знания за природата на реалността, за които не сме и предполагали. Класическият опит на Томас Йънг, известен също като „експеримента с двата процепа", навремето станал доказателство за вълновата природа на светлината. Но всъщност той хвърля предизвикателство на най-известните и изучени предположения на квантовата механика.
Същността на експеримента се състои в това, че на непрозрачен екран с два успоредни прореза, зад който е поставен друг, проекционен екран, се насочва лъч светлина. Особеността на процепите се заключава в това, че тяхната ширина е приблизително равна на дължината на вълната на излъчваната светлина.
Логично би било да се предположи, че фотоните трябва да преминават през процепите, създавайки две успоредни ивици светлина на задния екран. Но вместо това светлината се разпространява във вид на ивици, в които се редуват участъци от светлина и тъмнина, тоест светлината се държи като вълна.
интерференция, Томас ЙънгТова явление се нарича интерференция и именно неговата демонстрация от Томас Йънг е станала доказателство за справедливостта на вълновата теория. Преосмислянето на този експеримент би могло да обедини квантовата механика с друга опора на теоретичната физика – общата теория на относителността на Айнщайн. Това е предизвикателство, което и до днес остава неразрешимо на практика.
За да изчислят вероятността от появата на фотона на едно или друго място на екрана, физиците използват принцип, наречен правило на Борн. И все пак за това няма никакви причини – експериментът винаги протича еднакво, но никой не знае защо.
Някои ентусиасти са се опитвали да обяснят този феномен с интерпретацията на квантовомеханичната теория за множествените светове, в която се смята, че всички възможни състояния на квантовата система могат да съществуват в паралелни вселени, но тези опити не са довели до нищо.
Това обстоятелство позволява да се използва правилото на Борн като доказателство за наличието на несъответствия в квантовата теория. За да се обединят квантовата механика, която оперира с Вселената в тесни времеви мащаби, и общата теория на относителността, която работи с огромни периоди от време, една от теориите трябва да отстъпи на другата.
Ако правилото на Борн е невярно, това ще бъде първата крачка към изучаването на квантовата гравитация. „Ако правилото на Борн бъде нарушено, то ще бъде нарушена и фундаменталната аксиома на квантовата механика и ние ще разберем къде следва да търсим отговора на теорията за квантовата гравитация", казва Джеймс Куоч от Института за наука и техника в Испания.
Куоч предлага нов метод за проверка на правилото на Борн. Той изхожда от идеите на физиката на Файнман – за да се изчисли вероятността от възникване на частица в една или друга точка на екрана, трябва да се отчитат всички възможни пътища, по които това може да се случи, дори ако те изглеждат смешни. „Отчита се дори вероятността, че долети до Луната и ще се върне обратно", казва Куоч.
Практически нито един от пътищата няма да повлияе на окончателното местоположение на фотона, но някои – доста необичайни – могат в крайна сметка да изменят неговите координати. Например да предположим, че имаме три пътя, благодарение на които частицата може да прелети през екрана, вместо двата очевидни (тоест вместо единия или другия процеп). Правилото на Борн в този случай позволява да се разгледат смущенията, които могат да възникнат между двата очевидни варианта, но не и между трите наведнъж.
Джеймс е установил, че ако се отчитат всички възможни отклонения, то крайната вероятност за това, че фотонът ще попадне в точка Х, ще се отличава от резултата, който предполага правилото на Борн.
Той е предложил да се използва в качеството на трети път блуждаещ зигзаг: така частицата преминава първоначално през левия процеп, след това – през десния, и чак след това се насочва към екрана. Ако третият път препятства първите два, ще се измени и резултатът от изчисленията.
Работата на Куоч е предизвикала голям интерес, с нея е съгласен и Анинд Синх от Индийския институт за наука в Бенгалуру. Синх е член на екипа, който за първи път предложил да се използват „нетрадиционни" пътища за опровержение на правилото на Борн.
Но ученият посочва също, че съществуват прекалено много неотчетени вероятности, за да може да се говори за чистота на експеримента на този етап. Така или иначе, резултатите от тази работа отварят на човечеството вратата в областта на по-дълбокото разбиране на реалността.
