Αυστραλοί επιστήμονες επανέλαβαν ένα διάσημο κβαντικό πείραμα και επιβεβαίωσαν τις παράδοξες προβλέψεις της κβαντικής φυσικής σχετικά με τη φύση της πραγματικότητας, αποδεικνύοντας ότι η πραγματικότητα δεν υφίσταται τουλάχιστον μέχρι να την παρατηρήσουμε και να την μετρήσουμε σε μεγάλη κλίμακα.
Όλα αυτά ακούγονται λίγο αλλόκοτα, αλλά στο πείραμα τέθηκε μια αρκετά απλή ερώτηση: αν έχετε ένα αντικείμενο που μπορεί να ενεργήσει σαν σωματίδιο και σαν κύμα, ποια από αυτές τις καταστάσεις θα προτιμήσει αν βρεθεί σε δίλημμα;
Σύμφωνα με τη λογική, υποθέτουμε πως η σωματιδιακή και κυματική φύση αυτού του αντικειμένου θα εξαρτάται αποκλειστικά από τις ιδιότητές του και οι μετρήσεις μας δεν μπορούν να επηρεάσουν την κατάσταση στην οποία θα βρεθεί. Αντιθέτως, η κβαντική θεωρία προβλέπει ότι το αποτέλεσμα εξαρτάται από το πώς θα ανιχνεύσουμε και θα μετρήσουμε το αντικείμενο στο τέλος της διαδρομής του. Αυτό είναι ακριβώς, που η ερευνητική ομάδα του Εθνικό Πανεπιστημίου της Αυστραλίας επιβεβαίωσε με το πείραμα.
«Αποδεικνύεται ότι η μέτρηση είναι το παν. Σε κβαντικό επίπεδο, η πραγματικότητα δεν υπάρχει, αν δεν την αναζητήσεις, αν δεν την παρατηρήσεις» δήλωσε ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας και φυσικός Andrew Truscott.
Γνωστό ως «πείραμα της καθυστερημένης επιλογής της νόησης» του John Wheeler, το πείραμα προτάθηκε για πρώτη φορά το 1978. Η ιδέα ήταν να χρησιμοποιηθούν ακτίνες λέιζερ κατευθυνόμενες από καθρέφτες, αλλά τότε ήταν σχεδόν αδύνατο να πραγματοποιηθεί επειδή δεν υπήρχε η απαραίτητη τεχνολογία. Σήμερα, σχεδόν 40 χρόνια αργότερα, η ερευνητική ομάδα από την Αυστραλία κατάφερε να αναδημιουργήσει το πείραμα χρησιμοποιώντας άτομα ηλίου με κρούση από ακτίνες λέιζερ.
«Οι κβαντικές προβλέψεις της φυσικής για την παρεμβολή μοιάζουν παράξενες όταν εφαρμόζονται στο φως, που συμπεριφέρεται περισσότερο σαν κύμα, αλλά το να κάνεις τέτοια πειράματα με τα άτομα, τα οποία είναι πιο περίπλοκα μιας και διαθέτουν μάζα και αλληλεπιδρούν με ηλεκτρικά πεδία και ούτω καθεξής, φαίνεται πιο περίεργο», δήλωσε ο Roman Khakimov, διδακτορικός φοιτητής που συμμετείχε στο πείραμα.
Για να διεξάγει με επιτυχία το πείραμα, η ομάδα διατήρησε μια δέσμη ατόμων Ηλείου(He) σε κατάσταση αναμονής γνωστή ως συμπύκνωμα Bose-Einstein, και στη συνέχεια τα ελευθέρωσε μέχρι να μείνει μόνο ένα άτομο.Το άτομο που απέμεινε στη συνέχεια αφέθηκε ανάμεσα σε μια δέσμη ακτίνων λέιζερ, η οποία λειτούργησε σαν ένα πλέγμα που σκέδασε την πορεία του ατόμου και το έβγαλε από την πορεία του, με τον ίδιο τρόπο που ένα πρίσμα διαθλά το φως.
Στη συνέχεια η ομάδα πρόσθεσε σε τυχαίο χρόνο ένα δεύτερο πλέγμα ακτίνων λέιζερ που επανέφερε το άτομο στην αρχική του τροχιά, αλλά μόνο αφού το άτομο είχε ήδη περάσει το πρώτο πλέγμα.
Όταν προστέθηκε το δεύτερο πλέγμα, οδήγησε σε θετικές ή αρνητικές παρεμβολές, που περιμένει κανείς από ένα άτομο που είχε διαγράψει δύο τροχιές , όπως συμβαίνει σε ένα κύμα. Αλλά όταν το πείραμα επαναλήφθηκε χωρίς το δεύτερο πλέγμα, καμία παρέμβαση δεν παρατηρήθηκε, και το άτομο επέλεξε μόνο μια κατεύθυνση.
Το γεγονός ότι το δεύτερο πλέγμα προστέθηκε μόνο αφότου το άτομο πέρασε από το πρώτο υποδηλώνει ότι το άτομο δεν προσδιόρισε τη φύση του πριν μετρηθεί για δεύτερη φορά.
Το συμπέρασμα είναι πως αν το άτομο ακολουθήσει μια συγκεκριμένη διαδρομή ή διαδρομές περνώντας από το πρώτο πλέγμα, αυτό σημαίνει ότι μια επόμενη μέτρηση επηρεάζει την πορεία του ατόμου, εξήγησε ο Truscott. «Τα άτομα δεν ταξιδεύουν από το Α στο Β. Μόνο από το αν μετρηθούν στο τέλος της διαδρομής εξαρτάται η κυματική ή σωματιδιακή τους συμπεριφορά», είπε.
Αν και αυτό ακούγεται απίστευτα παράξενο, το πείραμα αυτό επικύρωσε τους νόμους της κβαντικής θεωρίας που διέπουν τον μικρόκοσμο στην κλίμακα των υποατομικών σωματιδίων. Χρησιμοποιώντας τη θεωρία αυτή, έχουμε καταφέρει να αναπτύξουμε τεχνολογίες όπως τα LED, τα λέιζερ και τα τσιπ των ηλεκτρονικών υπολογιστών.
Τα πλήρη αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο Nature Physics.
Μετάφραση και Επιμέλεια Κειμένου: share24.gr
0 comments
Δημοσίευση σχολίου