В квантовом мире свойства частицы могут существовать отдельно от неё самой, включая её момент импульса.
Новое открытие делает квантовую физику ещё более загадочной. Учёные обнаружили, что спин частицы, то есть её собственный момент импульса, может перемещаться сам по себе, независимо от частицы. Это может изменить наши представления о фундаментальных законах физики.
Исследователи сравнивают это явление с Чеширским котом из «Алисы в стране чудес», который мог исчезнуть, оставив одну лишь улыбку. Аналогично, спин может «покинуть» частицу. Эффект, известный как квантовый Чеширский кот, был подтверждён 10 лет назад, когда учёные показали, что спин нейтрона может отделяться от частицы. Теперь физики провели более глубокое исследование момента импульса в квантовом масштабе.
Момент импульса зависит от массы, скорости и размера объекта и должен подчиняться закону сохранения, согласно которому он не может быть создан или уничтожен, а только перераспределён. Однако новое открытие показывает, что в квантовом мире это правило может не всегда работать.
В эксперименте учёные наблюдали частицу, расположенную в левой части установки с отражающей стенкой посередине. Иногда частица могла проходить сквозь стенку благодаря квантовому туннелированию. Исследователи обнаружили, что её момент импульса мог изменяться даже когда сама частица оставалась на месте. Более того, они выявили, что момент импульса оказывался на правой стороне установки, хотя частица никогда не контактировала с этой областью.
Это открытие ставит под вопрос наше понимание законов сохранения в квантовой физике. Учёные считают, что оно может иметь серьёзные последствия для всей физики, поскольку демонстрирует, что свойства частицы могут перемещаться независимо от материального объекта. Исследование также подчёркивает сложность изучения квантового мира, где традиционные представления о частицах не всегда работают.
Эксперименты с квантовым светом и ультрахолодными атомами могут помочь подтвердить эти выводы и пролить свет на законы сохранения в квантовой механике.
Результаты исследования уже приняты к публикации в журнале Physical Review A.
