Australian kansallisen yliopiston tutkijoiden kvantikoe vahvistaa yleisesti tunnetun teorian, jonka mukaan todellisuutta ei ole olemassa, ennen kuin ulkopuolinen tarkkailija mittaa sen.
Ainakin tämä pätee hyvin pienimuotoisiin kohteisiin.
Kokeen tulokset julkaistiin arvovaltaisessa Nature Physics -julkaisussa.
Tutkijat ovat yrittäneet toistaa kuuluisan kokeen, joka perustuu kvanttifysiikan hyvin omituiseen ennusteeseen todellisuuden luonteesta. Tämän ennusteen mukaan todellisuutta ei ole, ennen kuin mittaamme sen, ainakin hyvin pienessä mittakaavassa.
Tavalliselle ihmiselle kadulla tämä opinnäyte herättää tunteen pysyvästä deliiriumista, ja jopa Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian kanssa monia kvantiteorian perusteista ei ole vielä sovittu yhteen.
Tämä ei kuitenkaan estä fyysikkoja kokeilemasta aktiivisesti tällä alueella, ja tosiasiallisesti toimivat kvantitietokoneet eivät ole kauan yllättäneet ketään.
Todellisuutta ei ole
Mainosvideo:
Tutkijat esittivät itselleen ensi silmäyksellä yksinkertaisen kysymyksen. Jos puhumme esineestä, joka voi käyttäytyä joko hiukkasena tai aallona, niin missä ajankohdassa esine “päättää” miten käyttäytyä?
Yleisen logiikan mukaan esineen tulee olla alkuperästään joko hiukkas tai aalto, ja siksi ei ole väliä kuka tekee kohteen mittauksia tai havaintoja, koska sen luonne ei muutu tästä.
Kokeilu osoittaa, että tulevaisuuden atomin havainnot vaikuttavat sen käyttäytymiseen menneisyydessä
Mutta kvantiteorian mukaan näin ei ole.
Kvanttiteoria ehdottaa, että lopputulos riippuu siitä, kuinka esine mitattiin polun lopussa.
Ja joukko australialaisia fyysikoita löysi kokeilunsa aikana todisteita siitä, että kaikki tapahtuu niin.
”Tutkimuksemme osoittaa, että mittaus on kaikkea. Kvanttitasolla todellisuutta ei ole, jos et näe sitä”, päättelee tutkimuksen johtaja Andrew Truscott, fyysikko Australian kansallisessa yliopistossa Canberrassa.
Amerikkalainen teoreettinen fyysikko John Wheeler ehdotti ensimmäistä kertaa tällaista koetta vuonna 1978. Tiede tunnetaan nyt nimellä Wheeler's Delayed Choice Experiment.
Wheeler ehdotti peilien heijastamien valonsäteiden käyttöä, mutta tuolloin tekniikka ei sallinut tällaisen kokeen suorittamista kokonaan. Lähes 40 vuotta myöhemmin ryhmä australialaisia tutkijoita pystyi toteuttamaan ajatuksen Wheeler-kokeesta käyttämällä heliumiatomeja vuorovaikutuksessa lasersäteiden kanssa.
Tutkijat loukkasivat heliumiatomeja "Bose-Einsteinin kondensaatin" tilaan, joka sallii kvanttivaikutusten tarkkailun makroskooppisella tasolla, ja poisti sitten kaikki atomit paitsi yhden.
Tämä yksi atomi johdettiin sitten kahden lasersäteen välillä, jotka toimivat samassa roolissa kuin hieno mesh toimii valonsäteille. Nuo. epätasaisen hilan roolissa.
Sitten toinen tällainen "mesh" lisättiin atomin reittiä pitkin.
Tämä johti atomin reitin vääristymiseen, se kulki molemmilla mahdollisilla reiteillä kuin aalto tekisi. Toisin sanoen atomi kulki kaksi erilaista polkua.
Mutta toistetussa kokeessa, kun toista “ristikkoa” ei lisätty, atomi valitsi vain yhden mahdollisen polun.
Tutkijoiden mukaan se, että toinen “ruudukko” lisättiin sen jälkeen, kun atomi ylitti ensimmäisen”tienhaaran”, viittaa siihen, että atomi ei kuviollisesti määritellyt sen luonnetta ennen kuin se oli havaittu (tai mitattu)) toisen kerran.
"Kvanttifysiikan ennusteet esineiden vuorovaikutuksesta voivat vaikuttaa oudolta, kun tulee valoa, joka käyttäytyy kuin aalto", selittää tutkimukseen osallistuneen Australian kansallisen yliopiston tutkija Roman Khakimov.
Mutta hän sanoo, että kokeet atomien kanssa, joilla on massa ja ovat vuorovaikutuksessa sähkökenttien kanssa, tekevät kuvan vielä uskomattomammaksi.
Yksinkertaisesti sanottuna, jos hyväksyt sen, että atomi kulki tietyn tien ensimmäisessä tienhaarassa, kokeilu osoittaa, että tulevaisuuden mittaukset voivat vaikuttaa atomin menneisyyteen, selittää tutkimuksen johtaja Andy Truscott.
"Atomi ei kulkenut ehdollisten pisteiden A ja B välillä", hän selittää. "Vasta mittausten jälkeen viimeisessä havaintokohdassa kävi selväksi, käyttäytyikö atomi kuin aalto, jakautuen kahteen suuntaan vai kuin hiukkasella, valitsemalla yhden."
Mitä se tarkoittaa?
Huolimatta siitä, että kaikki tämä kuulostaa hullulta tahattomalle henkilölle, tutkimuksen kirjoittajat sanovat, että kokeilu on kvanttiteorian vahvistus. Ainakin pienimmässä mittakaavassa.
Tämä teoria on jo mahdollistanut useiden varsin toimivien tekniikoiden luomisen laserien ja tietokoneprosessorien alalla, mutta toistaiseksi ei ole ollut mitään selkeitä kokeiluja, jotka vahvistavat sen.
Truscott ja Khakimov löysivät pohjimmiltaan vahvistuksen, että todellisuutta ei ole olemassa ennen kuin havaitsemme sitä.
Tämä on yksi kvantiteorian perustehtävistä. Hänen epätodennäköisyytensä maallikon näkökulmasta, jolle sade ei lopeta putoamista, vaikka suljeisit silmäsi et halua sitä nähdä, joka tekee kvantiteoriasta "erotetun todellisuudesta".
Toistaiseksi ei ole löydetty näyttöä siitä, että tämä periaate toimisi todellisuudessa. Wheelerin ajatuskoe, samoin kuin Truscottin käytännöllinen kokeilu, joka vahvistaa sen, kuuluvat toistaiseksi vain kvantitasoon.
Samanaikaisesti monet filosofit uskovat, että vaikka kvantisointeja ei voida soveltaa makrotasoon, siitä voi olla hyötyä maallikolle, koska (muotoillut karkeasti) se sanoo, että maailma on täsmälleen sellainen kuin me sen näemme.