Experiment potvrzuje divnost kvantové teorie
Bizarní povaha reality, jak ji předkládá kvantová teorie, přežila další test, když vědci provedli slavný experiment a dokázali, že realita neexistuje, dokud není změřena.
Fyzici na Australské státní universitě (ANU) provedli myšlenkový experiment odložené volby Johna Wheelera, který se týká pohybujícího se objektu, který dostane na výběr chovat se jako částice či vlna. Wheelerův experiment se pak ptá – v jakém bodu se objekt rozhoduje?
Zdravý rozum říká, že objekt se, bez ohledu na to, jak jej měříme, podobá vlně nebo částici. Ale kvantová fyzika předpovídá, že to, zda pozorujete chování podobné vlně (interferuje) nebo chování částice (bez interference) záleží jen na tom, jak je ve skutečnosti na konci jeho cesty měříme. A přesně to tým ANU zjistil.
„Dokazuje to, že měření znamená vše. Na kvantové úrovni realita neexistuje, pokud se na ni nedíváte,“ řekl mimořádný profesor Andrew Truscott z Výzkumné školy fyziky a techniky ANU.
Nehledě na zřejmou podivnost, potvrzují výsledky platnost kvantové teorie, která vládne světu malých rozměrů a která umožnila rozvoj mnoha technologií, jako jsou LED, lasery a počítačové mikroprocesory. Týmu ANU se podařilo nejen sestavit experiment, který se v roce 1978, kdy byl navržen, jevil jako téměř nemožný, ale také převrátit Wheelerův původní koncept světelných paprsků odrážených zrcadly, a namísto toho použít atomy rozptýlené laserovým světlem.
„Předpovědi kvantové fyziky o interferenci vypadají už dost divně, když je aplikujeme na světlo, které se jeví více jako vlna, ale provést ten experiment s atomy, což jsou komplikované věci, které mají hmotnost, vchází do interakce s elektrickými poli a tak dále, divnosti jen přidává,“ řekl postgraduální student na Výzkumné škole fyziky a techniky Roman Chakimov.
Tým profesora Truscotta nejprve zachytil soubor atomů helia v suspendovaném stavu známém jako Bose-Einsteinova kondensace a pak je vypouštěl, dokud nezbyl pouhý jediný atom. Jediný atom byl pak upuštěn přes pár protisměrných laserových paprsků, které tvořily mřížku působící jako křižovatka stejným způsobem, jakým by pevná mřížka rozptylovala světlo.
Náhodně byla přidávána druhá světlená mřížka pro rekombinaci cest, která vyvolávala konstruktivní nebo destruktivní rušení, jakoby atom cestoval oběma cestami. Pokud druhá světelná mřížka přidána nebyla, žádné rušení pozorováno nebylo, jako by si atom zvolil jen jednu cestu.
Náhodné číslo určující, zda bude mřížka přidána, bylo ovšem generováno teprve poté, až atom prošel křižovatkou.
Pokud se člověk rozhode věřit, že si atom opravdu vybral konkrétní cestu nebo cesty, pak musí přijmout, že budoucí měření ovlivňuje minulost atomu, říká Truscott.
„Atomy necestují z bodu A do bodu B. Teprve až byly změřeny na konci své cesty, začalo existovat jejich chování podobné vlně nebo částici,“ dodal.
Přečtěte si na: phys.org
