חלקיק קוונטי אינו בוחר מסלול אחד – הוא כביכול עובר בכל המסלולים האפשריים בו-זמנית, ורק סכום המסלולים הללו נותן את התוצאה הנצפית. רעיון זה, שהועלה על ידי ריצ'רד פיינמן בשנת 1948, נבדק לראשונה על ידי מדענים סינים בניסוי ישיר.
קבוצה בראשות שי-ליאנג ג'ו מהאוניברסיטה הפדגוגית של דרום סין והמעבדה הלאומית של חפיי ביצעה מדידות על פוטונים בודדים. החוקרים בנו מערך אופטי מורכב, שבו הפוטון עבר דרך רצף של "מבוכים" של הזזות פאזה ומקטבים. הם מדדו במדויק חמישה פרופגטורים – עצמים מתמטיים המתארים את התפתחות המצב הקוונטי בין שתי נקודות – והכפילו אותם, ובכך שחזרו בסופו של דבר 1,419,857 מסלולים נפרדים.
התוצאות תאמו את תחזיות נוסחת פיינמן בדיוק גבוה: ההסתברויות נוצרו מתוך סופרפוזיציה קוהרנטית של כל המסלולים, והאמפליטודות של כל המסלולים היו בעלות גודל זהה, בעוד הפאזה נקבעה על ידי הפעולה הקלאסית ביחידות של קבוע פלאנק. זהו אישור ישיר לשתי הנחות יסוד שהתקבלו בעבר כאמת.
דמיינו שאתם זורקים אבן לבריכה: הפיזיקה הקלאסית רואה מסלול אחד, ואילו המכניקה הקוונטית דורשת לחבר תרומות ממיליארדי מסלולים "רפאים", שכל אחד מהם מוסיף תיקון זעיר משלו. הניסוי הראה שללא התחשבות בכל התיקונים הללו, התחזית אינה עובדת – וכך בדיוק מתנהג פוטון אמיתי.
המחקר, שפורסם ב-26 באוגוסט 2026 בכתב העת Science Advances, פותח את הדרך לבדיקות חדשות באופטיקה קוונטית ולשליטה מדויקת יותר במצבים קוונטיים. מעתה ניתן יהיה לבדוק ישירות כיצד הסביבה או המדידה "גוזמים" מסלולים מיותרים, וליצור התקנים קוונטיים עמידים יותר.
הניסוי לא רק אישר תיאוריה ישנה – הוא נתן כלי שבאמצעותו ניתן להציץ עמוק יותר אל טבעה של המציאות הקוונטית.
