Eng G'alati Tajriba: Fotonni Kesish Mumkinmi?

Sizga bir gap aytaman — fizika laboratoriyasida nima bo'lganini eshitganingizda, miyangiz ham to'xtab qoladi.

Oslo universitetidan uchta fizik ovqatlanayotib, juda qiziq savol berishdi: Fotonni yarmiga bo'lish mumkinmi?

Sodda savol ko'rinadi, to'g'rimi? Fotlar yorug'lik zarrachalari. Ularni qirqib tashlab, ikkita kichik bo'lak olish mumkin deb o'ylaysiz.

Lekin masala bor — fotlar "boshlang'ich zarrachalar". Ya'ni ularni yanada kichik qismlarga ajratib bo'lmaydi. Ichida boshqa narsa yo'q. Qandaydir ichki tuzilma kutmasangiz kerak.

Ammo olimlar yana ham chuqurroq o'ylab ko'rishdi: Fotonni "qisqartirish"ga harakat qilsak-chi? Masalan, optik impulssning bir qismini qirqib tashlash mumkinmi?

Bu Yerda Ishlarga Aylanadi

Fotondan bir qismini olib tashlasangiz, butunlay kutilmagan narsa ro'y beradi.

Ikki yarim zarracha olish o'rniga, ko'proq foton paydo bo'ladi.

Ha, to'g'ri eshitdingiz. Men ham bu gapni uch marta o'qidim.

Olimlar Physical Review Letters jurnalida yozishganidek: fotondan qismni kesib tashlab, siz "aslida yangi fotonlar to'dasi" yaratasiz. Hatto charxpalakni sekin yopsangiz ham shunday bo'ladi.

Menga bu Gidra mifini eslatadi — boshini kesingiz, ikkitasi o'sib chiqadi. Lekin bu holatda Gidra yorug'likdan yasalgan va qoidalar umuman mantiqiy emas.

Fotlar Biz O'ylagandek Oddiy Emas

Nega bu sodir bo'ladi?

Muhim nuqta shu: fotlar simmetrik yorug'lik bo'laklari emas. Fotoning bir tomonida "cheksiz dum" bor. Bir tomonga doimiy cho'zilib ketuvchi to'lqinni tasavvur qiling. Shunaqa ekan fotoning o'zi.

Shu tufayli, qayerdan kesishingiz muhim. Fot boshqa narsa singari tekis bo'lak kutmaydi.

Oslo jamoasi nima bo'layotganini aniqlashtirish uchun "namunali model" yasashdi — bu haqiqiy vaziyatning soddalashtirilgan versiyasi. Ular bir fotonni bir o'lchamda, bitta polarizatsiyada, ko'zgu kabi ishlaydigan charxpalak sari uchirishdi.

Va bu ixcham tajribadan nima chiqdi?

Bitta bo'lak — bu sof vakuum, ya'ni hech narsa. Foton yo'q. Ikkinchi bo'lak — butun, yaxlit bitta foton. Ikkalasi alohida, toza holatlar. Ular bir vaqtning o'zida bitta katta narsaning qismlari bo'lganini unutgan.

Ikki bo'lak ham "kesilganga" o'xshamidi. Ikkovi ham butun ko'rindi. Lekin foton o'zini... qayta taqsimlab qo'ydi.

Oldin Kim Bu Savolni Bergan Emas?

Olimlarning o'zlari ham tan oladiki, bu savol orqaga qarab aniq ko'rinadi, lekin kimdir oldin bergani yo'q.

Buning sababini tushunaman.

Fizik sifatida ishlayotganda, odatda amaliy masalalarga e'tibor qaratiladi — kvant hisoblash yoki axborot uzatish usullarini rivojlantirish, koinot tuzilmasini o'rganish. Shunday paytda "Fotonni kesib ko'rsak-chi?" deb o'tirish juda oddiy tuyuladi.

Ammo balki boshqa sabab ham bor. Eng qiziqarli kashfiyotlar — so'rashga uyatsiz bo'lgan savollarda yashiringan bo'lishi mumkin.

Bu Nimani Anglatadi?

Biror narsani aniq qilish kerak: bu nazariy mashq edi, soddalashtirilgan modellar bilan. Haqiqiy tajribalar murakkabroq bo'ladi.

Lekin asosiy xulosa to'g'ri: fotonni qisqartirish uning sonini kamaytirmaydi, balki oshirishi ham mumkin.

Olimlar fikricha, bunday qisqartirilgan foton holatlarini kvant fizikasi o'rniga klassik fizika yordamida o'rganish osonroq bo'lishi mumkin.

Lekin biz kabi oddiy tomoshabinlar uchun xulosa boshqacha:

Koinot biz o'ylagandek g'alati.

Biz yorug'likni tushunarkanmiz, deb o'ylaymiz. Fotlarni bir asrdan ko'proq bilamiz. Aloqa va tibbiyotda ishlatamiz. Ammo hali ham fotonni qisqartirganda nima bo'lishini to'liq tushunmayapmiz.

Fizika bizni ajablantirishni to'xtatmaydi. Va rostini aytsam, hali so'ramagan savollarimizni kutib sabr qila olmayman.

Siz ham shunday narsa haqida o'ylab ko'rganmisiz — shu qadar oddiy savolki, boshqa kimdir allaqachon javob bergan deb hisoblagansiz? Balki eng qiziq kashfiyotlar — so'rashga uyatsiz bo'lgan savollarda yashiringandir.