Физики вплотную приблизились к проверке гипотезы, способной переписать основы квантовой механики. Исследователи разработали экспериментальный метод, который позволит выяснить, обладают ли фотоны большим числом квантовых состояний, чем предполагалось. Если гипотеза подтвердится, то это поставит под вопрос современные представления о спине частиц и потребует пересмотра фундаментальных теорий, включая квантовую электродинамику.

Согласно общепринятой модели, спин фотона может принимать только два состояния, что проявляется в поляризации света по двум направлениям. Однако учёные предположили, что у этих частиц существуют дополнительные квантовые состояния, недоступные для наблюдения стандартными методами. Подтверждение этой идеи не только расширит понимание природы света, но и затронет принципы взаимодействия элементарных частиц.

Эксперимент, предложенный международной группой физиков, основан на новом подходе к измерению квантовых характеристик фотонов. Ключевой элемент методики — комбинация высокоточных лазерных систем и квантовых сенсоров, позволяющих фиксировать малейшие отклонения в поведении частиц.

Дополнительные степени свободы фотонов откроют возможности для создания более сложных квантовых систем, включая компьютеры с повышенной устойчивостью к помехам и оптические сети нового поколения.

Научное сообщество проявляет осторожный оптимизм. Если гипотеза не подтвердится, то это лишь укрепит существующие модели. Однако даже отрицательный результат даст ценную информацию о границах применимости квантовой механики. Тем временем инженеры уже разрабатывают прототипы устройств, которые смогут использовать потенциально новые свойства фотонов — от сверхзащищённых каналов связи до датчиков с беспрецедентной точностью.

Результаты исследования обещают представить на международной конференции по квантовой физике в Женеве осенью 2025 года.