Einstein się mylił?

W mechanice kwantowej do momentu przeprowadzenia pomiaru układ może znajdować się jednocześnie w wielu stanach, czyli w tzw. superpozycji. "To sytuacja podobna do takiej, w której jeden człowiek byłby zdolny iść jednocześnie w prawo i w lewo" - wyjaśnia Radek Łapkiewicz.

Pomiar zatem tworzy wartość danej cechy cząstki, a nie ją ujawnia. To obserwator decyduje, którą z wielu możliwych właściwości "powoła do życia".

Tego Einstein nie chciał zaakceptować. Wierzył, że istnieje obiektywna rzeczywistość, niezależnie od tego, czy ktoś ją obserwuje czy nie. Wspomnienie częstych dyskusji z genialnym kolegą na ten temat zapisał fizyk zajmujący się mechaniką kwantową Abraham Pais. "Pamiętam, że na jednym ze spacerów Einstein nagle się zatrzymał, obrócił w moją stronę i spytał, czy naprawdę wierzę, że Księżyc istnieje tylko wtedy, kiedy na niego patrzę" - relacjonował Pais.

Jednak obserwacje fizyków potwierdzały, że pomiary mają realny wpływ na zachowanie cząstek i nie wynika to tylko z tego, że inwazyjna metoda pomiaru zmienia właściwości badanych obiektów.

Koronnym dowodem są coraz doskonalsze obserwacje par splątanych cząstek. Pomiary wykonywane na jednej z nich natychmiastowo wpływają na drugą, niezależnie od odległości pomiędzy cząstkami (zjawisko to zaobserwowano nawet na odległości ponad 100 km). Pomiary wykonane na każdej z cząstek dają zupełnie przypadkowe wyniki, jednak gdy zestawimy wyniki dla obu cząstek, okaże się, że są identyczne.

"Według teorii, które nasze doświadczenie obala, pomiar to sprawdzenie wcześniej istniejących właściwości (niezależnych od naszego pomiaru). Tego nie da się pogodzić z mechaniką kwantową, jeśli badamy układ, o co najmniej trzech odróżnialnych stanach (ang. qutrit)" - tłumaczył Łapkiewicz.

Można więc nazwać to doświadczenie próbą sił między mechaniką kwantową, a koncepcjami alternatywnymi. Wynik nie jest zaskoczeniem, ale jednocześnie jest dla fizyki przełomowy.

"Dotychczas ten wynik funkcjonował teoretycznie. My wyszliśmy z założenia, że fizyka jest nauką doświadczalną, więc warto pomyśleć nad realizacją eksperymentu, który wykluczyłby w sposób namacalny istnienie zmiennych ukrytych. Znaleźliśmy najprostszą metodę realizacji tego doświadczenia" - powiedział dr Marcin Wieśniak, obecnie pracownik Uniwersytetu Gdańskiego.