Sveitsiläiset fyysikot väittävät, että kvanttifysiikka ei periaatteessa pysty selittämään johdonmukaisesti esineiden käyttäytymistä makrokosmoksessa. Tämä ei salli sitä käyttää maailmankaikkeuden täydelliseen kuvaamiseen ja osoittaa kaikkien kvanttimekaniikan tulkintojen virheellisyyden Nature Communications -lehdessä julkaistun artikkelin mukaan.
Kuvittele, että kävelit kvanttikasinolla ja suostuit heittämään kolikon vastineeksi lupauksesta maksaa sinulle tuhat euroa, jos siitä tulee pyrstö, muuten annat jälleenmyyjälle puolet tästä summasta. Ajatuskokeemme osoittaa, että molemmat tarkkailijat saavat päinvastaisia tuloksia, joiden todentaminen on mahdotonta”, tutkijat kirjoittavat.
Tutkijat ovat jo pitkään olleet kiinnostuneita siitä, miksi emme voi tarkkailla kvanttipitoisuuden ilmiötä - kahden tai useamman objektin kvanttitilojen yhteenliittämistä, jossa yhden objektin tilan muutos vaikuttaa välittömästi toisen tilaan - arjen esineiden maailmassa.
Nykyään fyysikot selittävät sellaisten”outojen yhteyksien” puuttumisen, kuten Einstein sanoi, kahden omenan ja muiden näkyvien esineiden välillä sillä, että ne tuhoutuvat dekoherenssin seurauksena - tällaisten sotkeutuneiden esineiden vuorovaikutus atomien, molekyylien ja ympäristön muiden ilmenemismuotojen sekä kvanttitilan peruuttamattoman rikkomisen seurauksena.
Siksi mitä suurempi esine, sitä enemmän se on kosketuksessa ympäristön kanssa, ja sitä nopeammin kvanttisidos hajoaa. Tämä päätös aiheutti paljon uusia kiistoja - mistä kvanttimekaniikka "alkaa" ja missä "loppuu", onko se vaikuttanut makroobjektien käyttäytymiseen ja onko mahdollista löytää tämä raja "Schrödingerin kissan maailman" ja "Newtonin omenan" välillä.
Monet tutkijat uskovat nykyään, että tätä rajaa ei ole ja että kvanttimaailman lait kuvaavat hyvin kaikkia "makrouniversumin" prosesseja. Siellä on myös "epäilijöitä" - vuonna 1967 kuuluisa unkarilainen fyysikko Eugene Wigner keksi ajatuskokeilun, niin kutsutun "ystävän paradoksin", jossa korostettiin ensin kvanttimekaniikan perusrajoituksia.
Renato Renner ja Daniela Frauchiger Sveitsin liittovaltion teknillisestä instituutista Zürichissä laajensivat Wignerin ideoita ja testasivat niiden avulla, voisiko kvanttifysiikkaa käyttää kuvaamaan makrouniversumin prosesseja.
Ajatuskokeessa ei ole mukana yksi, vaan useita tarkkailijapareja kerralla, joista yksi suorittaa kvanttikokeilun, ja heidän "ystävänsä" yrittävät arvata näiden mittausten tuloksia tietäen yhden kokeiden alkuehdoista. Tätä varten he luovat "kopiot" ensimmäisistä kokeilijoista ja heidän asennuksistaan laboratorioissaan ja tekevät niistä omat mittauksensa.
Mainosvideo:
Kuvailtuaan kaikki heidän vuorovaikutuksensa käyttämällä kvanttimekaniikan sääntöjen mukaisesti rakennettuja kaavoja, tutkijat analysoivat, mitä tuloksia tällaiset "kokeilijoiden" parit saisivat.
Kävi ilmi, että tällaiset tarkkailijat tekevät aina päinvastaisia johtopäätöksiä tarkkailemalla samaa makrokosmoksen prosessia tai kohdetta, jos he käyttävät kvanttimekaniikan periaatteita kokeiden kuvaamiseen. Tämä puolestaan viittaa siihen, että kvanttifysiikkaa nykyisessä muodossaan ei todellakaan voida käyttää kuvaamaan makroskooppisia prosesseja ja koko maailmankaikkeuden työtä kokonaisuutena.
Kaikki nämä laskelmat, kuten tutkijat huomauttavat, voidaan tarkistaa tulevaisuudessa, kun ensimmäiset universaalit kvanttitietokoneet luodaan. Tällaiset laskentajärjestelmät, kuten Renner ja Frauchiger huomauttavat, ottavat tällaisten kokeilijoiden roolin ja antavat tutkijoiden tietää käytännössä, onko kvanttifysiikassa todella tällaisia rajoituksia.