Новости науки. Для физика термин "информация" значит гораздо больше, чем мы под ним понимаем в повседневной жизни. Современная физика рассматривает информацию как вполне себе физическую величину, подчиняющуюся определённым законам. В 1968 году физик Рольф Ландауэр сформулировал принцип, носящий его имя, согласно которому необратимые операции над информацией неизбежно сопровождаются необратимыми физическими процессами. В более простой формулировке - если мы, например, стираем один бит информации, то это приводит к выделению определённого количества тепла (а значит, и к необратимому повышению энтропии). Принцип Ландауэра имеет глубокое философское значение, осмысление которого и заставило физиков рассматривать информацию, как физическую сущность. На сегодняшний день о принципе ещё спорят и пытаются опровергнуть, но только подтверждают. В квантовой механике информация также рассматривается, как сохраняющаяся физическая величина. Со времён Эйнштейна мы знаем принцип эквивалентности массы и энергии. Повышение массы системы приводит к увеличению её энергии, а повышение энергии неизбежно выливается в увеличение массы. В 2019 году этот принцип был расширен. В новой формулировке к массе и энергии добавляется ещё и информация. Принцип эквивалентности массы-энергии-информации гласит, что при добавлении в систему одного бита информации, мы увеличиваем её массу и, соответственно, энергию на определённую величину. Теоретически даже было расчитано значение массы, соответствующей одному биту, оно составляет 3.19 × 10^-38 кг. Справедливость этого утверждения, например, означала бы, что заполненный жесткий диск весил бы больше, чем пустой. Причем не за счет дополнительных электронов, хранимых в ячейках памяти, а непосредственно за счет информации. В виду новизны и малой "массы" одного бита пока что никто не придумал, как этот принцип проверить. И вот, буквально только что исследователь из университета Портсмута предложил реализуемый физический эксперимент для проверки принципа эквивалентности массы-энергии-информации. Эксперимент на самом деле весьма простой. При столкновении частицы и античастицы происходит их аннигиляция, сопровождающаяся выделением энергии. Например, когда сталкиваются электрон и его античастица - позитрон - происходит выделение двух высокоэнергетических гамма-квантов. Это давно известно и является манифестацией того самого принципа эквивалентности массы и энергии. Ученый утверждает, что если учитывать и информацию, которой обладают частицы, то в дополнение к двум гамма-квантам должны выделиться ещё два низкоэнергетических инфракрасных фотона с длиной волны около 50 мкм. Действительно, если мы удаляем из бытия частицу (а именно это происходит при аннигиляции), то мы неизбежно удаляем и информацию, которую она несёт. Почему мы не замечали выделения таких фотонов ранее? Ведь аннигиляцию наблюдают уже очень давно. Ну, для этого нужно знать, что искать. Инфракрасное излучение присутствует повсеместно, и никому просто не приходило в голову искать два фотона в инфракрасном фотонном море. Теперь же, когда эксперимент и дизайн экспериментальной установки предложены, осталось только его провести, и тогда станет окончательно ясно, достойна ли информация занять почетное место в ряду фундаментальных физических величин нашей вселенной. Работа опубликована в AIP Advances 4 марта 2022 года. #news