Разрязването на фотон на две създава безкраен рояк от частици

Ваня Милева Последна промяна на 04 June 2026 в 00:00 3281 1

Изображение, генерирано от Science X Network с помощта на изкуствен интелект за илюстративни цели.
Илюстрация на разделянето на фотона, генерирана от екипа на Science X Network с помощта на изкуствен интелект

По дефиниция елементарните частици не могат да бъдат разделени на по-малки парчета. Но в ново теоретично изследване, публикувано в Physical Review Letters, изследователи разкриват какво би се случило, ако все пак се опитаме да разделим един-единствен фотон. Отговорът е изключително странен: опитът за разделяне на фотон на две няма да доведе до два по-малки фотона, а би създал безкраен брой от нищото.

Невъзможно е да се разреже наполовина

Както всяка квантова частица, фотонът съществува едновременно като единична, локализирана частица и разширяваща се вълна, разпръскваща се в пространството. За своето изследване екипът е разгледал какво би се случило, ако един фотон премине през оптичен обтуратор – по същество много бързо огледало, което може да се включва и изключва, за да блокира част от светлинен импулс. Ако обтураторът е достатъчно бърз, той би могъл да прехване фотона по средата на импулса, отрязвайки част от тази разширена вълна.

За да разберат какво ще се случи след това, изследователите прилагат квантови уравнения, които описват как се държи електромагнитното поле на фотона на квантово ниво. По-конкретно, техният анализ проследил точно как квантовото състояние на фотона ще се трансформира от намесата на обтуратора.

Безкрайна суперпозиция

Вместо да произвежда фотон от едната страна и вакуум от другата, обтураторът генерира нещо далеч по-странно и сложно: суперпозиция от състояния, съдържащи безкрайно много фотони едновременно.

Това се случва, защото в квантовата механика празното пространство не е наистина празно – в действителност то кипи от флуктуации в електромагнитното поле. Чрез бързо превключване на обтуратора, екипът установава, че тези флуктуации са нарушени – и по този начин те спонтанно създават нови фотони. Важното обаче е, че ако се погледне само областта непосредствено от двете страни на мястото, където е задействан обтураторът, състоянието би изглеждало измамно нормално: неразличимо от един фотон от едната страна и обикновен вакуум от другата.

По-задълбочени квантови изследвания

Резултатът предлага поразителна илюстрация на това как квантовите частици се държат различно от обектите, които срещаме в ежедневиетоси, и повдига по-дълбоки въпроси за това как се измерват квантовите системи и как информацията се локализира в пространството. В бъдещите си изследвания Йоханес Скаар (Johannes Skaar) и колегите му от Университета в Осло планират да продължат напред – да проучат дали също така ще се прояви ата странна физика би се приложила, когато е замесен повече от един фотон, или когато анализът се разшири до други елементарни частици, като например електрони.

Справка: Isak Cecil Onsager Rukan et al, Truncated photon, Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/94pm-hp34. On arXiv: arxiv.org/abs/2510.21636

Източник: Cutting a photon in two creates an infinite swarm of particles, Sam Jarman, Phys.org

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    5020

    1

    Прост Човек

    13.06 2026 в 18:46

    -0
    +0
    Всеки, който знае какво е трансформация на Фурие, разбира какво и защо става така, а също и защо не може да се реализира.
    По подобни причини следва, че пространство-времето във вида както е в Общата теория на итносителността (ОТО) няма да работи на квантово ниво, защото ще се пораждат множество частици с кратни енергии, което противоречи на законите за съхранение. Ама то това за ОТО не е прецедент. Там зсконите за съхранение се нарушават по принцип, поради което известни физици още преди 75 г. я нарекоха фантастика, ама не НАУЧНА.
    Така, че аман от простотии!
    Оги Мицов - Прост Човек