Ученые проверят предопределенность событий на Земле
Физики предложили использовать излучение удаленных на космологические расстояния объектов для генерации случайных чисел, необходимых в фундаментальных физических экспериментах и квантовой криптографии. Ранее с такой целью использовали только звезды нашей Галактики, а теперь можно и фотоны, испущенные более 12 миллиардов лет назад. Статья с описанием опубликована в журнале Physical Review A.
Квантовая и нелокальная природа физических процессов микромира твердо установлена в экспериментах по проверке неравенств Белла. Однако существуют так называемые лазейки — дополнительные условия, выполнение которых может влиять на интерпретацию экспериментов. Основные лазейки были закрыты в опытах Алена Аспе в 1980-х. Тем не менее, по-прежнему остается возможной супердетерминистическая интерпретация, которая гласит, что все процессы в эксперименте были однозначно определены взаимодействиями участвующих частиц в прошлом. Такую точку зрения чрезвычайно трудно полностью опровергнуть, но можно сдвигать в прошлое тот момент, когда был определен исход сегодняшнего эксперимента.
В 2017 году физики предложили использовать в подобном эксрименте свет звезд Млечного Пути, который шел до Земли около 600 лет. Таким образом, если верен супердетерминизм, то все актуальные события однозначно определились минимум шесть веков назад. В новой работе те же авторы улучшили протокол для работы с удаленными источниками и предлагают использовать 50 более далеких звезд, а также 12 квазаров, расположенных на космологических расстояниях. Самый далекий из квазаров имеет красное смещение z = 3.9, что соответствует сопутствующему расстоянию около 7 гигапарсек.
Свет удаленных источников используется как генератор случайных чисел, выдавая 0 или 1 в зависимости от длины волны принимаемого в данный момент фотона. В результате удается генерировать случайные биты с частотой 10^6 Гц в случае звезд и 10^3 Гц в случае квазаров. Получаемые таким образом числа можно использовать для определения параметров установки, что позволяет вычислить квантовые корреляции между частицами. Если в эксперименте по проверке неравенств Белла с использованием таких чисел эти неравенства также будут нарушаться, то это будет означать, что либо верна квантовая теория и мир нелокален, либо события на Земле были однозначно определены не позже 1,6 миллиардов лет после Большого взрыва, то есть более 12 миллиардов лет назад.