Пространство-время на сверхмалых расстояниях напоминает цифровой экран: оно не гладкое, а состоит из мельчайших «пикселей». Эту минимальную длину вычислил Макс Планк — так называемую планковскую длину, фундаментальный предел, за которым привычная геометрия теряет смысл. Принцип неопределённости Вернера Гейзенберга объясняет, почему мир не может быть непрерывным: чем точнее мы пытаемся измерить координату, тем сильнее возмущаем импульс, и на планковских масштабах это приводит к неустранимой «зернистости». Так возникает квантовая дискретность пространства — идея о том, что само пространство-время квантуется, подобно энергии в атоме. Физики исследовали, как эта пиксельность меняет одно из базовых свойств частиц — импульс, то есть меру их движения.
Оказалось, что в пиксельном мире импульс перестаёт быть строго действительной величиной: у него появляется мнимая, размытая часть — будто частица одновременно разгоняется и затухает. Такой комплексный импульс немыслим в привычной квантовой механике, где оператор импульса эрмитов и даёт только вещественные значения. Но он естественен, если заглянуть за пределы Стандартной модели и даже в физику чёрных дыр, где подобные идеи помогают разрешить загадку испарения Хокинга: мнимая компонента импульса может описывать туннелирование частиц сквозь горизонт событий. Но самое поразительное — другой сюрприз. Пиксельная структура сама по себе способна запутывать частицы. Обычно для возникновения квантовой запутанности нужно прямое взаимодействие: удар или совместное рождение из одного источника. Здесь же никакого действия не требуется: дискретность пространства действует как невидимый клей, мгновенно связывающий квантовые состояния. Эту спонтанную запутанность можно назвать новым лицом «жуткого дальнодействия», о котором предупреждал Альберт Эйнштейн — только теперь она не нарушает локальность, а встроена в саму ткань реальности.
Если увеличить атом до размеров наблюдаемой Вселенной, то минимальная планковская длина окажется сравнимой с высотой дерева — всего около десяти метров.