Nova istraživanja objavljena u Physical Review Letters potvrđuju Nilsa Bora: talasna i čestična svojstva fotona ne mogu se istovremeno precizno izmeriti. Tim Wolfganga Ketterlea (MIT) koristio je pojedinačne atome kao "proreze", dok je USTC tim koristio rubidijum u optičkim pincetama; oba su zabeležila obrnuti odnos između informacije o putanji i jačine interferencije. Radovi otvaraju mogućnosti za dalja ispitivanja odnosa dekoherencije i zapletenosti u kvantnim sistemima.
Dva Nova Kvantna Eksperimenta Potvrdila Nilsovu Borovu Tezu O Komplementarnosti
Two New Quantum Experiments Proved Einstein Wrongkoto_feja - Getty Images
Nova dva eksperimenta objavljena u časopisu Physical Review Letters praktično potvrđuju tezu Nilsa Bora da se talasna i čestična (partikularna) priroda fotona ne mogu istovremeno precizno zabeležiti. Rezultati pružaju savremen, eksperimentalno utemeljen odgovor na dugu filozofsko‑fizičku raspravu koju su Ajnštajn i Bor vodili još tokom 1920‑ih.
Šta su istraživači uradili?
Tim sa MIT-a pod vodstvom Wolfganga Ketterlea izgradio je "idealizovanu" verziju dvostrukog proreza: umesto klasičnih proreza koristili su pojedinačne atome koji deluju kao prorezi i vrlo slabe snopove svetlosti kako bi svaki atom raspršio najviše po jedan foton. Rezultat je jasan inverzan odnos između informacija o putanji fotona i vidljivosti interferencijskog obrasca — što više saznate o putanji, to je interferencija slabija.
Nezavisni tim sa University of Science and Technology of China (USTC) pristupio je istom pitanju drugačijom tehnikom: zatočili su atom rubidijuma u optičkim pincetama, kontrolisali njegov kvantni status laserima i elektromagnetnim poljima i pratio rasipanje svetlosti u dve smernice. I oni su dobili rezultate koji potvrđuju Borovu tvrdnju.
Zašto je ovo važno?
Ovi eksperimenti ne samo da ojačavaju klasičnu formulaciju komplementarnosti (da se "putanja" i "interferencija" međusobno isključuju u idealnim uslovima), već i otvaraju novu laboratorijsku platformu za dalje proučavanje kvantnih procesa. Posebno su značajni za detaljnije ispitivanje odnosa između dekoherencije (kako kvantni sistemi gube koherentna stanja usled okoline) i zapletenosti (entanglement).
„Gledati kvantnu mehaniku 'na delu' na ovom fundamentalnom nivou je jednostavno zadivljujuće,“ rekao je Chao‑Yang Lu za New Scientist. „Borov kontrargument je bio briljantan. Ali misaoni eksperiment je ostao teorijski skoro celo jedno stoljeće.“
Istorijski kontekst: dvadesete godine prošlog veka bile su period velikih prekretnica u fizici — od potvrde Ajnštanove opšte teorije relativnosti do rođenja moderne kvantne mehanike — a upravo su tada nastali i čuveni intelektualni sukobi između Ajnštajna i Bora oko prirode kvantnih fenomena.
Autori iz oba tima navode da njihove postavke mogu poslužiti kao osnova za buduća istraživanja koja će razjašnjavati suptilnosti kvantne teorije u eksperimentalnim uslovima, uključujući praktične implikacije za kvantno računarstvo i kvantnu komunikaciju.
Zaključak: Dva nezavisna i komplementarna eksperimenta daju snažnu eksperimentalnu podršku Borovoj ideji komplementarnosti i naglašavaju kako moderna tehnologija omogućava testiranje misaonih eksperimenata koji su vekovima bili samo teoretski koncepti.
Pomozite nam da budemo bolji.
