Физики зафиксировали свет, существующий в 37 измерениях

Ссылка на Popular Mechanics почему-то ведёт на Фрипик… А что за 37 координат потребовалось? И сколько было фотонов? Если в комнате находятся 20 человек, для того, чтобы их описать, нужно 20 имён и 20 фамилий. Означает ли это, что они существуют в 40-мерном пространстве? Или как, исходя из соображений автора?

Можно было добавить для читателей:
Парадокс Гринбергера — Хорна — Цайлингера (GHZ) — это мысленный (и впоследствии реализованный физически) эксперимент в квантовой механике, который опровергает классическое представление о реальности даже более убедительно, чем знаменитая теорема Белла.
Он назван в честь физиков Дэниела Гринбергера, Майкла Хорна и Антона Цайлингера, которые предложили его в 1989 году.
Далее простое объяснение сути, отличий от теоремы Белла и доказательства.
1. В чем суть проблемы?
В физике существует долгий спор между квантовой механикой и так называемым локальным реализмом (интуитивным представлением о мире).
Локальный реализм утверждает две вещи:
Реализм: Объекты имеют определенные свойства (например, скорость или спин) до того, как мы их измерим. (Луна существует, даже если мы на нее не смотрим).
Локальность: Ничто не может влиять друг на друга мгновенно на расстоянии (быстрее скорости света).
Квантовая механика, напротив, утверждает, что свойства частиц могут не существовать до измерения, а запутанные частицы могут мгновенно «чувствовать» друг друга на любом расстоянии.
Теорема Белла (1964) показала, что эти две концепции несовместимы, используя статистику (вероятности) на парах частиц.
Парадокс GHZ идет дальше: он показывает это противоречие без статистики, на единичном примере с тремя (или более) частицами.
2. Схема эксперимента (упрощенно)
Представьте, что источник испускает три запутанные частицы (назовем их 1, 2 и 3), которые разлетаются в разные лаборатории. Мы договорились измерять у каждой частицы одно из двух свойств: назовем их Спин по оси X и Спин по оси Y.
Результат любого измерения может быть либо +1, либо -1.
Предсказания Квантовой Механики (КМ)
Для специально подготовленного состояния (GHZ-состояния) квантовая механика дает следующие жесткие предсказания:
Если измерить X у первой частицы, и Y у двух других, произведение результатов всегда равно +1. Та же схема для других комбинаций.
Главное предсказание: Если измерить у всех трех частиц, произведение всегда будет равно -1.
Это то, что говорит математика квантовой механики и что подтверждают эксперименты.
Попытка объяснить это с точки зрения Локального Реализма
Сторонник классической физики (теории скрытых параметров) скажет: «Частицы не общаются мгновенно. Они просто несут в себе заранее записанную «инструкцию» (скрытые параметры), какие значения показать при измерении».
Если попробовать воспроизвести предсказания КМ, перемножив их уравнения, поскольку любое число (+1 или -1) в квадрате дает 1, все игреки исчезают. Получается противоречие:
Локальный реализм (простая алгебра скрытых параметров) предсказывает, что измерение трех Иксов даст +1.
Квантовая механика предсказывает, что измерение трех Иксов даст -1.
Здесь нет вероятностей (как «в 90% случаев...»). Здесь жесткое противоречие: +1 никогда не равно -1.
Это означает, что предположение о том, что частицы несут в себе заранее определенные значения (локальный реализм), — ложно.
В теореме Белла для доказательства неправоты Эйнштейна (который защищал локальный реализм) нужно набрать статистику из тысяч измерений, чтобы увидеть нарушение неравенств. В GHZ противоречие возникает в каждом идеальном эксперименте. Это называется «теоремой Белла без неравенств».
Нобелевская премия: Антон Цайлингер (вместе с Аленом Аспе и Джоном Клаузером) получил Нобелевскую премию по физике в 2022 году, в том числе за эксперименты с запутанными фотонами, подтверждающие подобные эффекты.
Квантовые технологии: Состояния GHZ (многочастичная запутанность) являются важным ресурсом для квантовых компьютеров и квантовой криптографии.
Парадокс GHZ — это красивое и строгое доказательство того, что наш мир на фундаментальном уровне нелокален: свойства частиц не предопределены заранее «на бумажке», а формируются в единой квантовой системе, даже если ее части разнесены на огромные расстояния.

Это классическая подмена понятий. Журналисты перепутали пространственные измерения (где мы живем: длина, ширина, высота) с размерностью квантового состояния (Гильбертово пространство).
Аналогия: Представьте монету. У нее два состояния: «орел» и «решка». В квантовой информатике это кубит (размерность 2). Но сама монета лежит на столе в нашем обычном 3D-мире.
Теперь представьте игральный кубик с 37 гранями. У него 37 возможных состояний.[1] В математике это называется «пространство размерности 37». Но сам кубик всё так же лежит на столе в 3D-мире, он не улетел в гиперпространство.
Суть открытия: Физики (группа Чжэнхао Лю) научились создавать фотоны, которые несут в себе не 1 бит информации (0 или 1), а гораздо больше — они запутали их по 37 различным параметрам (скорее всего, использовали орбитальный угловой момент закрученного света или частотные моды).
Это называется кудит (qudit) высокой размерности. Это круто для передачи данных (больше инфы в одной частице), но это не «портал в 37-е измерение».

Ошибка с парадоксом GHZ
Как написано в статье:
«В основе исследования лежит парадокс Гринбергера — Хорна — Цайлингера...»
В чем путаница:
Парадокс GHZ (о котором мы говорили выше) обычно касается запутанности трёх и более частиц.
В статье же всё смешано в кучу: «37 измерений» (свойство одной частицы или пары) и GHZ (свойство коллектива частиц).
Скорее всего, в реальной научной работе физики продемонстрировали многомерное состояние GHZ. То есть они взяли, например, 3 фотона, но каждый из них был запутан не в 2 состояниях (как обычно), а в 37. Это сложнейший эксперимент, подтверждающий, что квантовая механика работает даже в таких сложных системах, но статья не объясняет связь, просто бросая громкие термины.
Итог: О чем на самом деле новость?
Если перевести с «журналистского» на русский:
Что сделали: Ученые создали сложную квантовую систему (свет), где фотоны запутаны друг с другом очень хитрым способом — у них есть 37 степеней свободы (вариантов состояния) вместо обычных двух.
Зачем: Это позволяет передавать намного больше информации в одном фотоне и делает квантовую связь более надежной и защищенной от шума.
При чем тут измерения: Свет никуда не исчезал из нашего мира. «37 измерений» — это математический термин для описания сложности сигнала, а не географическое место.
Резюме: Статья — кликбейт. Физики не нашли новые измерения Вселенной, они просто «научили» свет переносить в 37 раз больше вариантов значений, чем обычно.

Так вот в каком спектре светили светодиоды из пасти Пеннивайза.

Знание об окружающем предполагает контактировали с этим окружающим. Не может квант вещества-энергии знать о других квантах на расстоянии не контактируя с ними. Процесс контакта отражающего с отражаемым обязательно меняет как первое, так и второе. Поэтому работы подобные данной — алхимия и мошенничество.

12 китайских учёных, работающих в Китае — это теперь «международный коллектив исследователей»? И «представить конструкцию, использующую набор измерений в 37-мерном гильбертовом пространстве» — это значит «существующий в 37 измерениях»?