Данни от проведен експеримент върху неутриното сочат, че неуловимите субатомни частици трябва буквално да са от два взаимоизключващи се типа едновременно – създавайки дупка в интуитивното ни чувство за реалност. Това е резлутат, който често се наблюдава при експериментите в сферата на квантовата оптика, а не при почти неуловимите неутрони.

“Ако преди 10 години ми бяхте казали, че ще използваме неутриното, за да изследваме основите на квантовата механика, щях да ви кажа, че сте се напушили с нещо изключително интересно ”, казва Андрю Уайт, физик от Университета на Куинсленд.

Според квантовата теория, миниатюрните неща не се държат като обикновените предмети. За разлика от ябълката, субатомната частица може да се намира на 2 места или в два различни варианта едновременно. Тези състояния на суперпозиця обаче са деликатни. Фотонът може е едновременно поляризиран вертикално и хоризонтално и съвсем случайно едно от двете състояние може да се разпадне.

Според квантовата теория, поляризацията на фотона не съществува, докато не бъде измерена. Албърт Айнщайн отхвърлил тази идея, твърдейки, че физическите свойства на обекта трябва да се елемент от реалността, която съществува независимо от измерванията. Други физици твърдят, че резултатът от подобни измервания се предопределя от скрита променлива в самия фотон.

През 1964 британският теоретик Джон Бел открил начин да тества тази теория. В квантовата теория, два фотона в състояние на суперпозиция могат да се оплетат, така че измерването на единия определя не само неговата поляризация, но и тази на другия фотон, дори и ако е на разстояние от светлинни години. Тази квантова връзка създава корелации между частиците, които са по-силни от това, което позволяват скритите променливи.

Тестът с неутроните включва корелации между измервания, разделени не в пространството, а във времето. През 1985, теоретиците Анупам Гарг и Антъни Легет извършиха многократни измерванията на единична квантова система: пръстен от свръхпроводник, в който тече непрекъснат ток в една от двете посоки. Пръстенът имитира монета, която има две страни, с единствената разлика, че токът може да протича и в двете посоки едновременно.

Според квантовата теория, токът ще се колебае между двете посоки. Измерването ще разкрие посоката, като тя вероятно ще зависи от времето. Легет и Гарг откриха, че определени корелации сред 3 и повече измервания биха били по-силни от това което допуска класическата физика, ако токът няма посока преди да бъде измерен.

Други учени също постигнаха сходни резултати с тези на Легет и Гарг.

Неутриното съществува в три състояния, които преливат от едно в друго. Лаборатория в Илинойс открила, че така наречените мюон неутрино преминават основно в електрон неутрино. Учените не измерили многократно едно отделно неутроно, защото измерването обикновено го разрушава. Те обаче установили, че измерването на много неутрино едновременно и еквиваленто на многократното измерване на на едно и също неутрино.

Изследователите не успели да сравнят пряко измервания направени по различно време. Колебанието на неутриното варира според енергията му. Затова вместо да търсят корелации между неутрино измерени по различно време, учените се фокусирали върху еквивалентни корелации в броя мюон неутрони пристигащи в лабораторията с различни енергии.

Учените наблюдавали силната корелация предсказана от Легет и Гарг.

Следващата стъпка ще е да разберем дали неутриното може да подложи на тест квантовата физика и по други начини. Учените искат да знаят дали реализмът важи и за миниатюрните обекти.