Kvantni eksperiment znanstvenikov z avstralske Nacionalne univerze potrjuje dobro znano teorijo, da resničnost ne obstaja, dokler je zunanji opazovalec ne izmeri.
Vsaj to velja za zelo majhne predmete.
Rezultati poskusa so bili objavljeni v avtoritativni publikaciji Nature Physics.
Raziskovalci so poskušali ponoviti znameniti eksperiment, ki temelji na zelo bizarni napovedi kvantne fizike o naravi resničnosti. Glede na to napoved ni realnosti, dokler je ne merimo, vsaj v zelo majhnem merilu.
Pri navadnem človeku na ulici ta teza vzbuja občutek "vztrajnega delirija", in čeprav z Einsteinovo splošno teorijo relativnosti mnogi temelji kvantne teorije še niso usklajeni.
Vendar pa fiziki ne preprečujejo aktivnega eksperimentiranja na tem področju in dejansko delujoči kvantni računalniki že dolgo niso nikogar presenetili.
Resničnost ne obstaja
Promocijski video:
Raziskovalci so si zastavili preprosto vprašanje na prvi pogled. Če govorimo o predmetu, ki se lahko obnaša bodisi kot delček ali kot val, potem se v trenutku v trenutku predmet "odloči", kako se obnašati?
Po splošni logiki naj bi bil predmet v svojem izvoru bodisi delček bodisi val, zato ni pomembno, kdo bo meril ali opazoval predmet, saj se njegova narava od tega ne bo spremenila.
Poskus dokazuje, da opazovanja atoma v prihodnosti vplivajo na njegovo vedenje v preteklosti
Toda po kvantni teoriji to ne drži.
Kvantna teorija namiguje, da je izid odvisen od tega, kako je bil predmet izmerjen na koncu poti.
In skupina avstralskih fizikov je med poskusom našla dokaze, da se vse zgodi tako.
„Naše raziskave dokazujejo, da je merjenje vse. Na kvantni ravni resničnost ne obstaja, če je ne morete videti, zaključuje vodja študije Andrew Truscott, fizik z avstralske nacionalne univerze v Canberri.
Tak poskus je prvič predlagal ameriški teoretični fizik John Wheeler leta 1978. Znanost je danes znana kot Wheelerjev poskus z zakasnitvijo izbire.
Wheeler je predlagal uporabo svetlobnih žarkov, ki jih odbijajo ogledala, toda takrat tehnologija ni dovolila, da bi tak poskus izvedli v celoti. Skoraj 40 let pozneje je skupina avstralskih raziskovalcev uspela uresničiti idejo eksperimenta Wheeler z uporabo helijevih atomov, ki so bili v interakciji z laserskimi žarki.
Raziskovalci so atome helija ujeli v stanju "Bose-Einsteinov kondenzat", ki omogoča opazovanje kvantnih učinkov na makroskopski ravni, nato pa so odstranili vse atome razen enega.
Ta en sam atom je nato prešel med dva laserska žarka, ki sta delovala v isti vlogi, kot jih fino mrežo deluje pri svetlobnih žarkih. Tiste. v vlogi neenakomerne rešetke.
Nato je bila po poti atoma dodana druga takšna "mreža".
To je privedlo do izkrivljanja poti atoma, šlo je po obeh možnih poteh, kot bi val. Z drugimi besedami, atom je ujel dve različni poti.
Toda v ponovljenem poskusu, ko ni bila dodana druga "mreža", je atom izbral samo eno možno pot.
Po mnenju raziskovalcev dejstvo, da je bila druga „mreža“dodana po prečkanju atoma prvega „križišča“, kaže na to, da atom, figurativno rečeno, ni določil njegove narave, preden je bil opažen (ali izmerjen)) drugič.
"Napovedi kvantne fizike o interakcijah predmetov se lahko zdijo čudne, ko gre za svetlobo, ki se obnaša kot val," razlaga Roman Khakimov, raziskovalec avstralske nacionalne univerze, ki je sodeloval v raziskavi.
A pravi, da poskusi z atomi, ki imajo maso in medsebojno vplivajo na električna polja, naredijo sliko še bolj neverjetno.
Poenostavljeno povedano, če sprejmete dejstvo, da je atom na prvem križišču prehodil določeno pot, poskus dokazuje, da lahko prihodnje meritve vplivajo na preteklost atoma, razlaga vodja študije Andy Truscott.
"Atom ni potoval med pogojnima točkama A in B," pojasnjuje. "Šele po meritvah na končni točki opazovanja je postalo jasno, ali se je atom obnašal kot val, se razlegel v dve smeri ali kot delček, izbral eno."
Kaj to pomeni?
Kljub dejstvu, da se vse to sliši noro na neopaženo osebo, avtorji študije pravijo, da je eksperiment potrditev kvantne teorije. Vsaj na najmanjši lestvici.
Ta teorija je že omogočila ustvarjanje številnih precej uporabnih tehnologij na področju laserjev in računalniških procesorjev, vendar doslej še ni bilo tako svetlih poskusov, ki bi to potrjevali.
Truscott in Khakimov sta v bistvu našla potrditev, da resničnost ne obstaja, dokler je ne opazujemo.
To je ena temeljnih tez kvantne teorije. Njegova neverjetnost z vidika laika, za katerega dež ne preneha padati, četudi zaprete oči, da ga ne bi videli, povzroči, da se kvantna teorija "loči od resničnosti".
Do zdaj ni bilo najdenih dokazov, da to načelo deluje v resnici. Wheelerjev miselni eksperiment, pa tudi praktični eksperiment Truscotta, ki to potrjuje, do zdaj spadata le na kvantno raven.
Hkrati številni filozofi verjamejo, da je kvantna teorija, čeprav je na makro ravni neuporabna, lahko koristna za laika, saj (v grobem formulirana) pravi, da je svet takšen, kot ga vidimo.