Cząstka kwantowa nie wybiera jednej drogi - ona jakby przechodzi przez wszystkie możliwe naraz, i dopiero suma tych trajektorii daje obserwowany wynik. Właśnie tę ideę, wyrażoną przez Richarda Feynmana w roku 1948, chińscy naukowcy po raz pierwszy sprawdzili w bezpośrednim eksperymencie.
Grupa pod kierownictwem Shi-Liang Zhu z Południowochińskiego Uniwersytetu Pedagogicznego i Hefei National Laboratory przeprowadziła pomiary na pojedynczych fotonach. Badacze zbudowali skomplikowany układ optyczny, w którym foton przechodził przez sekwencję „labiryntów” z przesunięć fazowych i polaryzatorów. Dokładnie zmierzyli pięć propagatorów - obiektów matematycznych opisujących ewolucję stanu kwantowego między dwoma punktami - i przemnożyli je, rekonstruując w rezultacie 1 419 857 pojedynczych trajektorii.
Wyniki zgodziły się z przewidywaniami wzoru Feynmana z wysoką dokładnością: prawdopodobieństwa powstawały z koherentnej superpozycji wszystkich dróg, a amplitudy wszystkich trajektorii miały jednakową wielkość, a faza była określona przez klasyczne działanie w jednostkach stałej Plancka. To bezpośrednie potwierdzenie dwóch fundamentalnych postulatów, które wcześniej przyjmowano na wiarę.
Wyobraź sobie, że rzucasz kamień do stawu: fizyka klasyczna widzi jedną trajektorię, a mechanika kwantowa wymaga zsumowania wkładów od miliardów „widmowych” dróg, z których każda wnosi swoją maleńką poprawkę. Eksperyment pokazał, że bez uwzględnienia wszystkich tych poprawek przewidywanie nie działa - właśnie tak zachowuje się prawdziwy foton.
Praca opublikowana 26 sierpnia 2026 roku w czasopiśmie Science Advances otwiera drogę do nowych testów w optyce kwantowej i do dokładniejszej kontroli stanów kwantowych. Teraz będzie można bezpośrednio sprawdzać, jak środowisko lub pomiar „odcina” zbędne drogi, i tworzyć bardziej odporne urządzenia kwantowe.
Eksperyment nie tylko potwierdził starą teorię - dał narzędzie, dzięki któremu można zajrzeć głębiej w samą naturę rzeczywistości kwantowej.
