Если разогнать одну из четырёх связанных частиц до огромной скорости, их квантовая запутанность не просто тает — она сначала слабеет, а потом снова крепнет. Такой неожиданный поворот обнаружили физики, изучая поведение особого состояния, называемого состоянием Дике, в мире, где действуют законы теории относительности.
Квантовая запутанность похожа на невидимую нить, которая связывает частицы так, что измерение одной мгновенно влияет на другую, даже если они далеко друг от друга. Обычно считается, что ускорение, подобное тому, что испытывает наблюдатель в ракете, разрушает эту нить из-за эффекта Унру — ускоряющийся наблюдатель видит вокруг себя горячее излучение даже в пустоте. Это излучение словно нагревает и расшатывает квантовые связи. Но в новой работе выяснилось, что для четырёх частиц в состоянии Дике нить не просто выдерживает нагрев, а при сильном ускорении становится даже прочнее.
Состояние Дике — это особый тип квантовой связи, где все частицы равноправны и делят между собой возбуждение, как четыре музыканта, играющие одну ноту в унисон. Когда один из них начинает двигаться с ускорением, гармония сначала сбивается, но затем, при ещё большем ускорении, ансамбль перестраивается и звучит слаженнее. Это открытие меняет взгляд на то, как квантовые системы ведут себя в экстремальных условиях, например, вблизи чёрных дыр или в быстро движущихся спутниках.
Такой двойной характер — сначала ослабление, потом усиление — показывает, что квантовая запутанность в многокомпонентных системах гораздо сложнее, чем думали раньше. Вместо того чтобы быть просто жертвой ускорения, она может использовать его как инструмент для перестройки связей. Это открывает путь к созданию более надёжных квантовых сетей, которые смогут работать даже в космосе, где частицы неизбежно подвергаются ускорению и гравитации.
Эффект Унру похож на то, как если бы вы в спокойном море внезапно набрали скорость на катере и почувствовали, что вода стала бурлить вокруг вас — хотя на самом деле море осталось прежним.
В романе «Контакт» Карла Сагана инопланетяне используют квантовую запутанность для мгновенной связи через всю Вселенную, невзирая на ускорения и гравитацию.