Команда фізиків уперше порушила нерівність Белла, використовуючи не внутрішні стани, а імпульсні — тобто пов'язані з рухом — стани масивних частинок. В експерименті брали участь пари заплутаних за імпульсом метастабільних атомів гелію, якими керували в інтерферометрі матеріальних хвиль. Результат S = 2,52 ± 0,17 перевищив класичну межу 2 на три стандартні відхилення.
Роботу виконали дослідники з Австралійського національного університету: Й. С. Атрея, С. Каннан, С. С. Ходжман та колеги. Вони генерували пари атомів гелію-4 у метастабільному стані через s-хвильові зіткнення в ультрахолодному газі. Потім пари розділяли та маніпулювали їхніми траєкторіями за допомогою когерентної інтерферометрії матеріальних хвиль — аналога оптичного інтерферометра, але для атомів.
Ключовий момент: заплутаність за імпульсом означає, що вимірювання швидкості одного атома миттєво визначає швидкість другого, незалежно від відстані. Це не просто кореляція, а справжня нелокальність у просторі імпульсів. Уявіть дві кулі, що розлетілися в протилежні боки: якщо одна раптово «обирає» напрямок, друга тут же підлаштовується, хоча жоден сигнал між ними не встиг пройти.
Експеримент завершив багаторічну мету квантової атомної оптики — перенести тести Белла з фотонів і спінів на зовнішні ступені свободи масивних частинок. Раніше такі тести проводили лише з внутрішніми станами атомів або з легкими фотонами. Тепер нерівність порушено саме для руху важких об'єктів.
Це відкриває шлях до вивчення квантової нелокальності в гравітаційному полі. Масивні частинки сильніше відчувають гравітацію, тому наступний крок — перевірити, як гравітація впливає на заплутаність імпульсів. Згідно з препринтом, опублікованим 2 вересня 2026 року на arXiv, робота закладає фундамент для майбутніх експериментів на стику квантової механіки та загальної теорії відносності.
Результати, отримані за допомогою інтерферометра матеріальних хвиль, показують, що квантова нелокальність не обмежується мікроскопічним світом легких частинок. Масивні атоми теж підкоряються тим самим дивним правилам, і тепер це доведено безпосередньо.
