Τεχνολογία

Έρευνα με τη συμμετοχή 100.000 gamers και…

...απέδειξε πως ο Αϊνστάιν παρερμήνευσε την κβαντική φυσική

Μία νέα έρευνα στην οποία συμμετείχαν ως εθελοντές 100.000 gamers είναι η τελευταία που έδειξε πως το φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής (quantum entanglement) λειτουργεί στην πράξη.

Το συγκεκριμένο φαινόμενο, το οποίο έχει αποδοθεί στα ελληνικά και ως «κβαντικός συσχετισμός», επινοήθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, στην προσπάθειά του να καταρρίψει την κβαντική μηχανική.

Αποκαλώντας το «στοιχειωμένη δράση από απόσταση» (“spooky action at a distance“), ο διάσημος φυσικός υποστήριζε πως η διάψευσή του θα έδειχνε πως η κβαντική καταλήγει σε λανθασμένα πορίσματα.

Η ιδέα εν περιλήψει είναι ότι, όταν είναι «κβαντικώς συνδεδεμένα», δύο σωματίδια μπορούν να επηρεάσουν το ένα το άλλο, και μάλιστα ακαριαία, ακόμη και αν τα χωρίζει τεράστια απόσταση. Όπως είναι φυσικό, κάτι τέτοιο είναι έξω από τη «σφαίρα» της κλασικής φυσικής (αλλά και της Θεωρίας της Σχετικότητας).

Κρυμμένες μεταβλητές

Ο Αϊνστάιν δεν υποστήριζε πως δεν ισχύει το συγκεκριμένο φαινόμενο, αλλά θεωρούσε ότι κάτι άλλο συνέβαινε στο «παρασκήνιο» το οποίο προκαλεί αυτή τη «στοιχειωμένη δράση». Κάτι που μένει προς ανακάλυψη.

Ήδη έχουν υπάρξει αρκετές πειραματικές αποδείξεις για την ισχύ της κβαντικής διεμπλοκής, αλλά είναι δύσκολο για τους επιστήμονες να αποδείξουν ακριβώς τι συμβαίνει – υπάρχει η πιθανότητα κρυφές, άγνωστες μεταβλητές να προκαλούν αυτά τα φαινόμενα, όπως πίστευε ο Αϊνστάιν.

Εδώ υπεισέρχεται το πείραμα με τους εθελοντές. Οι gamers έπαιζαν στο smartphone τους ή σε άλλες συσκευές παιχνίδια που ήταν σχεδιασμένα ώστε να παράγουν τελείως τυχαίους αριθμούς, μία τυχαιότητα που θα μπορούσε να αποδείξει ότι δεν υπάρχει εμπλοκή κάποιας «κρυφής» ομάδας μεταβλητών στο φαινόμενο.

Τα αριθμητικά δεδομένα που συγκεντρώθηκαν χρησιμοποιήθηκαν σε μία σειρά κβαντικά τεστ σε 12 διαφορετικά εργαστήρια, κατά τα οποία πραγματοποιούσαν μετρήσεις σε «κβαντικώς συνδεδεμένα» σωματίδια, όπως φωτόνια, σε διάφορες διατάξεις.

Δοκιμές του θεωρήματος του Bell

Αυτά τα πειράματα είναι γνωστά με την τεχνική ονομασία δοκιμές του θεωρήματος του Bell. Έτσι, για πρώτη φορά, η εν λόγω μελέτη «κλείνει» ένα από τα σημαντικότερα κενά των δοκιμών του θεωρήματος του Bell, σύμφωνα με το οποίο οι χρησιμοποιούμενοι αριθμοί στην πραγματικότητα είναι προβλέψιμοι.

Η συγκέντρωση αριθμών που είναι πράγματι τυχαίοι αποτελεί ιδιαίτερα δύσκολο εγχείρημα, και αυτή ήταν η αποστολή των εθελοντών στο πλαίσιο της έρευνας.

«Οι άνθρωποι είναι απρόβλεπτοι, και ακόμη περισσότερο όταν χρησιμοποιούν τα κινητά τους», σημειώνει ο Andrew White, μέλος της ερευνητικής ομάδας από το πανεπιστήμιο του Queensland στην Αυστραλία. Στην συνέχεια, αυτά τα τυχαίως παραγόμενα ψηφιακά δεδομένα καθόρισαν τον τρόπο με τον οποίο διάφορα «κβαντικώς συνδεδεμένα» άτομα και φωτόνια μετρήθηκαν στα διάφορα πειράματα. Έτσι, διέψευσαν ένα από τα πιο επίμονα κενά στην αρχή του τοπικού ρεαλισμού (local realism) που υποστήριζε ο Αϊνστάιν.

Η αρχή του τοπικού ρεαλισμού αφορά την ιδέα ότι φαινόμενα ή παρατηρήσεις σε ένα σημείο δεν μπορούν να επηρεάσουν γεγονότα σε άλλο σημείο. Αντίθετα, η κβαντική φυσική δεν είναι συμβατή με αυτές τις αρχές, όπως δείχνει η κβαντική διεμπλοκή που προβλέπει τη «σύνδεση» σωματιδίων ανεξάρτητα της μεταξύ τους απόστασης.

Έτσι, συγκεντρώνοντας τόσο μεγάλο όγκο τυχαίων αριθμών, η δοκιμή έδειξε ότι η κβαντική φυσική μπορεί όντως να εξηγήσει τη λειτουργία του Σύμπαντος – χωρίς την εμπλοκή δήθεν κρυμμένων μεταβλητών.

«Κάθε ένα από τα εργαστήρια διεξήγαγε ένα διαφορετικό πείραμα προκειμένου να δοκιμάσει τη θεωρία του τοπικού ρεαλισμού σε διαφορετικά φυσικά συστήματα και να ελέγξει άλλες έννοιες που συνδέονται με τον ρεαλισμό», εξηγεί ο ερευνητής Martin Ringbauer, επίσης από το πανεπιστήμιο του Queensland.

Ανώτερα «επίπεδα τυχαιότητας»

Το συγκεκριμένο πείραμα έρχεται σε συνέχεια ανάλογων δοκιμών του θεωρήματος του Bell, οι οποίες διεξήχθησαν φέτος. Οι επιστήμονες ουσιαστικά πέτυχαν νέα «επίπεδα τυχαιότητας», που μπορούν να αποδείξουν ότι τα κβαντικά φαινόμενα δεν προκύπτουν από κάποιο είδος τάξης ή μοτίβου, που είναι κρυμμένο στο «παρασκήνιο».

Οι ερευνητές παραδέχονται ότι τα πειράματά τους αποτελούν μέρος μίας ευρύτερης εικόνας, στο πλαίσιο της οποίας υπάρχουν ακόμη αρκετά που δεν γνωρίζουμε για την κβαντική φυσική. Ωστόσο, η μελέτη αυτή αποτελεί είναι ένα ακόμη βήμα προς την κατανόηση της κβαντικής διεμπλοκής και του τοπικού ρεαλισμού

Επίσης, αναδεικνύει πώς με τη χρήση του κινητού μπορεί κάποιος πέραν των άλλων να βοηθά την επιστήμη.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Nature.

Science Alert

Source
insomnia
Loading...

Related Articles