Команда физиков впервые нарушила неравенство Белла, используя не внутренние состояния, а импульсные — то есть связанные с движением — состояния массивных частиц. В эксперименте участвовали пары запутанных по импульсу метастабильных атомов гелия, которые управляли в интерферометре материальных волн. Результат S = 2,52 ± 0,17 превысил классический предел 2 на три стандартных отклонения.
Работу выполнили исследователи из Австралийского национального университета: Й. С. Атрея, С. Каннан, С. С. Ходжман и коллеги. Они генерировали пары атомов гелия-4 в метастабильном состоянии через s-волновые столкновения в ультрахолодном газе. Затем пары разделяли и манипулировали их траекториями с помощью когерентной интерферометрии материальных волн — аналога оптического интерферометра, но для атомов.
Ключевой момент: запутанность по импульсу означает, что измерение скорости одного атома мгновенно определяет скорость второго, независимо от расстояния. Это не просто корреляция, а настоящая нелокальность в пространстве импульсов. Представьте два шара, разлетевшихся в противоположные стороны: если один внезапно «выбирает» направление, второй тут же подстраивается, хотя никакой сигнал между ними не успел пройти.
Эксперимент завершил многолетнюю цель квантовой атомной оптики — перенести тесты Белла с фотонов и спинов на внешние степени свободы массивных частиц. Ранее такие тесты проводили только с внутренними состояниями атомов или с лёгкими фотонами. Теперь неравенство нарушено именно для движения тяжёлых объектов.
Это открывает путь к изучению квантовой нелокальности в гравитационном поле. Массивные частицы сильнее чувствуют гравитацию, поэтому следующий шаг — проверить, как гравитация влияет на запутанность импульсов. Согласно препринту, опубликованному 2 сентября 2026 года на arXiv, работа закладывает фундамент для будущих экспериментов на стыке квантовой механики и общей теории относительности.
Результаты, полученные с помощью интерферометра материальных волн, показывают, что квантовая нелокальность не ограничивается микроскопическим миром лёгких частиц. Массивные атомы тоже подчиняются тем же странным правилам, и теперь это доказано напрямую.
