Zespół fizyków po raz pierwszy naruszył nierówność Bella, używając nie stanów wewnętrznych, lecz impulsowych — to znaczy związanych z ruchem — stanów masywnych cząstek. W eksperymencie uczestniczyły pary splątanych pod względem pędu metastabilnych atomów helu, które kontrolowano w interferometrze fal materii. Wynik S = 2,52 ± 0,17 przekroczył klasyczną granicę 2 o trzy odchylenia standardowe.
Pracę wykonali naukowcy z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego: J. S. Atreja, S. Kannan, S. S. Hodgman i współpracownicy. Generowali pary atomów helu-4 w stanie metastabilnym poprzez zderzenia s-falowe w ultrazimnym gazie. Następnie pary rozdzielano i manipulowano ich trajektoriami za pomocą koherentnej interferometrii fal materii — odpowiednika interferometru optycznego, ale dla atomów.
Kluczowy moment: splątanie pędu oznacza, że pomiar prędkości jednego atomu natychmiast określa prędkość drugiego, niezależnie od odległości. To nie tylko korelacja, ale prawdziwa nielokalność w przestrzeni pędów. Wyobraź sobie dwie kule rozlatujące się w przeciwnych kierunkach: jeśli jedna nagle „wybiera” kierunek, druga natychmiast się dostosowuje, chociaż żaden sygnał między nimi nie zdążył przejść.
Eksperyment zakończył wieloletni cel kwantowej optyki atomowej — przeniesienie testów Bella z fotonów i spinów na zewnętrzne stopnie swobody masywnych cząstek. Wcześniej takie testy przeprowadzano tylko ze stanami wewnętrznymi atomów lub z lekkimi fotonami. Teraz nierówność została naruszona właśnie dla ruchu ciężkich obiektów.
To otwiera drogę do badania nielokalności kwantowej w polu grawitacyjnym. Masywne cząstki silniej odczuwają grawitację, więc następnym krokiem jest sprawdzenie, jak grawitacja wpływa na splątanie pędów. Zgodnie z preprintem opublikowanym 2 września 2026 roku na arXiv, praca kładzie fundament pod przyszłe eksperymenty na styku mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności.
Wyniki uzyskane za pomocą interferometru fal materii pokazują, że nielokalność kwantowa nie ogranicza się do mikroskopijnego świata lekkich cząstek. Masywne atomy również podlegają tym samym dziwnym regułom, a teraz zostało to udowodnione bezpośrednio.
