Могу ли истовремено постојати две верзије стварности? Физичари кажу да могу - на квантном нивоу, односно.
Истраживачи су недавно спровели експерименте како би одговорили на вишедеценијско теоријско физичко питање о дволичним стварностима. Овај експериментални мисаони експеримент предложио је да две особе које посматрају исти фотон могу доћи до различитих закључака о стању тог фотона - и ипак су оба њихова запажања била тачна.
Научници су по први пут пресликали услове описане у мисаоном експерименту. Њихови резултати, објављени 13. фебруара у часопису за штампу арКсив, потврдили су да чак и када су посматрачи описивали различита стања на истом фотону, две сукобљене реалности могу обе бити истините.
"Обоје можете верификовати", рекао је Ливе Сциенце коаутор студије Мартин Рингбауер, постдокторски истраживач са Одељења за експерименталну физику на Универзитету у Инсбруку у Аустрији.
Вигнеров пријатељ
Ова збуњујућа идеја била је деца Еугена Вигнера, добитника Нобелове награде за физику 1963. Године 1961. Вигнер је увео мисаони експеримент који је постао познат као "Вигнеров пријатељ." Почиње фотоном - честицом светлости. Када посматрач у изолованој лабораторији мери фотон, открива да је поларизација честице - ос на којој се врти - вертикална или хоризонтална.
Међутим, пре мерења фотона, фотон приказује обе поларизације одједном, како диктирају закони квантне механике; постоји у "суперпозицији" двеју могућих стања.
Једном када особа у лабораторији мери фотон, честица претпоставља фиксну поларизацију. Али за некога изван те затворене лабораторије који не зна резултате мерења, неизмерени фотон је и даље у стању суперпозиције.
То спољно запажање - њихова стварност - дакле разликује се од стварности особе у лабораторији која је мерила фотон. Ипак, према квантној механици није сматрано да ниједно од тих сукобљених опажања није погрешно.
Измењене државе
Десетљећима је Вигнеров приједлог за савијање ума био само занимљив мисаони експеримент. Али последњих година важни помаци физике коначно су омогућили стручњацима да Вигнеров предлог поставе на тест, рекао је Рингбауер.
"Теоретски напредак је био потребан да би се проблем формулисао на начин који је уочљив. Тада је експерименталној страни било потребно развој контрола квантних система да би се могло имплементирати тако", објаснио је.
Рингбауер и његове колеге тестирали су Вигнерову оригиналну идеју још ригорознијим експериментом који је удвостручио сценарио. Они су одредили две "лабораторије" у којима би се експерименти одвијали и увели два пара заплетених фотона, што значи да су њихове судбине повезане, тако да познавање стања једне аутоматски говори о стању друге. (Фотони у сетуп су били стварни. Четири "људи" у сценарију - "Алице", "Боб" и "њихов пријатељ" - нису били стварни, већ су уместо тога представљали посматраче експеримента).
Двојица пријатеља Алице и Боба, који су били смештени "унутар" сваке од лабораторија, сваки је мерио један фотон у запетљеном пару. Ово је прекинуло запетљавање и урушило суперпозицију, што значи да фотон који су измерили постоји у одређеном стању поларизације. Забележили су резултате у квантној меморији - копирали у поларизацији другог фотона.
Алице и Боб, који су били „изван“ затворених лабораторија, тада су добили два избора за вођење сопствених опажања. Могли су измјерити резултате својих пријатеља који су били похрањени у квантној меморији и тако донијети исте закључке о поларизираним фотонима.
Али могли су и да спроведу сопствени експеримент између уплетених фотона. У овом експерименту, познатом као интерференцијски експеримент, ако фотони делују као таласи и још увек постоје у суперпозицији стања, онда би Алице и Боб видели карактеристичан узорак светлих и тамних рубова, где се додају врхови и долине светлосних таласа. упишите или отказати једно друго Ако су честице "одабрале" своје стање, видели бисте другачији образац од оних да их није било. Вигнер је раније предложио да се то открије да су фотони и даље у запетљаном стању.
Аутори нове студије открили су да су се чак и у њиховом удвострученом сценарију држали резултати описани од стране Вигнера. Алице и Боб могли су да дођу до закључака о тачним и доказивим фотонима и који се још увек разликују од запажања њихових пријатеља - која су такође била тачна и доказана, наводи се у студији.
Квантна механика описује како свет функционише у тако малом опсегу да више не важе нормална правила физике; Током многих деценија стручњаци који проучавају ту област понудили су бројне интерпретације шта то значи, рекао је Рингбауер.
Међутим, ако мерења сама по себи нису апсолутна - као што то показују нови налази - то доводи у питање сам смисао квантне механике.
"Чини се да се, за разлику од класичне физике, резултати мерења не могу сматрати апсолутном истином, већ их треба схватити у односу на посматрача који је извршио мерење", рекао је Рингбауер.
"Приче које причамо о квантној механици морају се прилагодити томе", рекао је.
