Две группы физиков осуществили мысленный эксперимент Уилера и продемонстрировали феномен квантовой прокрастинации – возможности отложить на неопределенно долгое время «принятие решения» о том, повел ли в прошлом фотон себя как частица или волна. Две работы ученых опубликованы в одном номере Science, а их обзору посвящена редакционная статья.

Мысленный эксперимент, демонстрирующий парадоксальное поведение квантовых частиц был первоначально предложен Джоном Уилером в 1984 году. Он представляет собой усложненную вариацию двущелевого эксперимента, показавшего, что даже одиночные фотоны проявляют свойства волны.

В ходе эксперимента луч света сначала разделяется на два луча полупрозрачным зеркалом, а затем вновь собирается вторым таким же зеркалом. Можно подобрать расстояния, проходимые разделенными лучами так, чтобы они интерферировали, что легко зафиксировать.

Интересно, что даже если пропускать через систему одиночные фотоны, они будут продолжать интерферировать, то есть вести себя как волна. Фактически, фотон (точнее, его волновая функция) будет интерферировать сам с собой. Если же убрать второе зеркало, то интерференция станет невозможна – тогда фотон будет проявлять себя как частица. Мысль Уилера заключалась в том, что

теоретически второе зеркало можно убрать в тот момент, когда фотон покинет первое, но еще не достигнет второго зеркала.

В модификации группы Перуццо, наличие второго зеркала в эксперименте определялось поляризацией второго, «управляющего» фотона.

В одном состоянии интерференция происходила, первый фотон вел себя как волна, в другом – не происходила, фотон вел себя как частица.

Усложнение заключалось в том, что управляющий фотон был частью запутанной пары – состояние его поляризации экспериментаторы не знали до тех пор, пока не измеряли состояние его партнера. А происходило это спустя несколько наносекунд после того, как первый фотон уже прошел путь между зеркалами и проявил себя одним из двух (волна или частица) возможных образов.

Авторы утверждают, что

при наличии хорошего способа хранения запутанных частиц такое принятие решения можно откладывать на практически любое конечное время.