По словам Оуэна Маруни, работающего физиком в Оксфордском университете, с момента появления квантовой теории в 1900-х годах все говорили о странности этой теории. Как она позволяет частицам и атомам двигаться в нескольких направлениях одновременно, или одновременно вращаться по часовой и против часовой стрелки. Но словами ничего не докажешь. «Если мы рассказываем общественности, что квантовая теория очень странная, нам необходимо проверить это утверждение экспериментально,- говорит Маруни. – А иначе мы не наукой занимаемся, а рассказываем про всякие закорючки на доске».
Именно это навело Маруни сотоварищи на мысль разработать новую серию экспериментов для раскрытия сути волновой функции – загадочной сущности, лежащей в основе квантовых странностей. На бумаге, волновая функция математический объект, обозначаемый буквой пси (Ψ) (одна из тех самых закорючек), и используется для описания квантового поведения частиц. В зависимости от эксперимента, волновая функция позволяет учёным вычислять вероятность наблюдения электрона в каком-то конкретном месте, или шансы того, что его спин ориентирован вверх или вниз. Но математика не говорит о том, что на самом деле такое волновая функция. Это нечто физическое? Или вычислительный инструмент, позволяющий работать с невежественностью наблюдателя касательно реального мира?
Использованные для ответа на во тесты очень тонкие, и им всё ещё предстоит выдать однозначный ответ. Но исследователи оптимистичны в том, что развязка близка. И им, наконец, удастся ответить на во мучавшие всех десятки лет. Может ли частица реально быть во многих местах одновременно? Делится ли Вселенная постоянно на параллельные миры, в каждом из которых существует наша альтернативная версия? Существует ли вообще нечто под названием «объективная реальность»?
«Такие во рано или поздно появляются у любого»,- говорит Алессандро Федриччи, физик из Квинслендского университета (Австралия). «Что на самом деле реально?»
Споры о существе реальности начались ещё тогда, когда физики выяснили, что волна и частица – лишь две стороны одной медали. Классический пример – эксперимент с двумя щелями, где отдельные электроны выстреливаются в барьер, имеющий две щели: электрон ведёт себя так, будто проходит через две щели одновременно, создавая полосатый рисунок интерференции с другой её стороны. В 1926 году австрийский физик Эрвин Шрёдингер придумал волновую функцию для описания этого поведения и вывел уравнение, позволявшее вычислять её для любой ситуации. Но ни он, ни кто либо ещё, не мог ничего рассказать о природе этой функции.
Благодать в невежестве
С практической точки зрения её природа не важна. Копенгагенская интерпретация квантовой теории, созданная в 1920-х годах Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом, использует волновую функцию как инструмент для предсказания результатов наблюдений, позволяя не думать о том, что происходит при этом в реальности. «Нельзя винить физиков в такой модели поведения, „заткнись и считай“, поскольку она привела к значительным прорывам в ядерной и атомной физике, физике твёрдого тела и физике элементарных частиц»,- говорит Джин Брикмонт, специалист по статистической физике Католического университета в Бельгии. «Поэтому люди советуют не волноваться относительно фундаментальных во Но некоторые всё равно волнуются. К 1930-м годам Эйнштейн отверг копенгагенскую интерпретацию, не в последнюю очередь потому, что она позволяла двум частицам спутывать свои волновые функции, что приводило к ситуации, в которой измерения одной из них могли мгновенно дать состояние другой, даже если они при этом разделены огромными расстояниями. Чтобы не смиряться с этим «пугающим взаимодействием на расстоянии», Эйнштейн предпочитал верить, что волновые функции частиц были неполны. Он говорил, что возможно, у частиц есть некие скрытые переменные, определяющие результат измерения, которые не были замечены квантовой теорией.
Эксперименты с тех пор продемонстрировали работо пугающего взаимодействия на расстоянии, что отвергает концепцию скрытых переменных. но это не остановило остальных физиков интерпретировать их по-своему. Эти интерпретации делятся на два лагеря. Одни соглашаются с Эйнштейном в том, что волновая функция отражает наше невежество. Это то, что философы зовут пси-эпистемическими моделями. А другие рассматривают волновую функцию как реальную вещь – пси-онтические модели.
.
№1.
Масса фотона связана с длиной волны соотношением
, где с - скорость света (с = 3*10⁸ м/с), h - постояная планка (h = 6,62*10⁻³⁴ Дж*с), Y - длина волны (м), m - масса фотона (кг). Зависимость между массой фотона и длиной волны обратно пропорциональная.
№2.
Лучи с энергией фотонов 4*10⁻¹⁹ Дж относятся к виду видимуму излучению.
По формуле гипотезы планка
, где V - частота излучения (Гц), h - постоянная планка (h = 6,62*10⁻³⁴ Дж*с). Оз данной формулы выражаем частоту излучения
4*10¹⁴ до 8*10¹⁴ Гц - зазывают видимым излучением.
№3.
Энергия фотона с длиной волны 440 нм (фиолетовый свет) равна: 0,045*10⁻¹⁴ Джоуль.
По формуле гипотезы планка
, где V - частота излучения (Гц), h - постоянная планка (h = 6,62*10⁻³⁴ Дж*с). Где частота излучения равна: 
, где Y - длина волны (м), с - скорость света (с = 3*10⁸ м/с). Подставляем в формулу Гипотезы Планка и получаем: 
. В систпеме СИ: 440 нм = 440*10⁻⁹ м. Подставляем численные данные и вычисляем:
№4.
Работа выхода электрона из калия 3,52*10⁻¹⁹ Дж. При облучении светом с частотой 10⁻¹⁵ Гц максимальная энергия, вырванных из калия электронов, составит: 3,1*10¹⁹ Дж.
По уравнению Эйнштейна
, где V - частота излучения (Гц), h - постоянная планка (h = 6,62*10⁻³⁴ Дж*с), 
- работа выхода (Дж), 
- максимальная энергия излучения (Дж). Отсюда выражаем находимую максимальную энергию излучения 
. Подставляем численные данные и вычисляем: 
Джоуль.