Китайские физики решили проверить неравенством Белла не запутанными фотонами. В их установке фотоны проходили через сложный лабиринт из кристаллов и линз. Ключевым моментом было то, что ученые намеренно ввели в систему элементы, которые разрушали любую возможную запутанность между частицами по таким параметрам, как частота и скорость. Детекторы были такие же как в экспериментах с эапутанными фотонами…
Но ведь фотоны с одинаковой энергией и поляризацией неразличимы. А таковых в любом эксперименте огромное количество и они никак не связанны меж собой. Вероятности прохождения каждого из путей ими и интерферируют друг с другом, порождая эффекты, описываемые измышлениями теоретиков квантовой механики.
Четырёхфотонная FI. (A) Каждый белый квадрат (I, II, III и IV) представляет собой двухфотонный источник, способный генерировать произведения поляризационных состояний в виде |HV>. Четырёхфотонное состояние, которое мы отбираем методом постселекции, может быть сгенерировано либо из источников I и II (s₁, i₂, и s₂), либо из источников III и IV (s₃, i₃, и s₄). Когда фотоны на каждом отдельном пути тождественны по всем степеням свободы, они интерферируют друг с другом. (B) Упрощённая схема экспериментальной установки. Накачки P₁ и P₂ обеспечивают возможность генерации двух пар фотонов (s₁, i₁) и (s₂, i₂)II в виде произведений поляризационных состояний из нелинейного кристалла. Пучки накачки затем отражаются как P₃ и P₄, обеспечивая возможность генерации ещё двух пар фотонов (s₃, i₃)III и (s₄, i₄)IV соответственно. Сигнальные фотоны (горизонтально поляризованные) s₁ и s₂ отражаются назад на кристалл двумя зеркалами M₁ и M₂ соответственно и совмещаются с s₃ и s₄ соответственно для обеспечения неразличимости путей. Таким образом, фотоны s₁ и s₃ находятся в моде a₁, а фотоны s₂ и s₄ — в моде b₂. Холостые фотоны i₁ и i₂ (вертикально поляризоварованные) распространяются по тому же пути, но в противоположных направлениях. Это эквивалентно перестановке их путей в схеме (A). Алиса (Боб) детектирует фотоны в модах a₂ и a₂ (модах b₁ и b₂). Перемещая M₁ (M₂), мы изменяем параметры измерения, управляя фазой α (β). Стабильность фазы, включая относительные фазы четырёх пучков накачки, сигнальных и холостых фотонов, в этом четырёхфотонном фрустрированном интерферометре критически важна и экспериментально поддерживается пассивным образом. Kai Wang et al., Violation of Bell inequality with unentangled photons.Sci. Adv.11,eadr1794(2025).DOI:10.1126/sciadv.adr1794Автор: Kai Wang et al. Источник: www.science.org
Когда исследователи проанализировали результаты, они обнаружили, что их незапутанные фотоны нарушили неравенства Белла.
