«Acţiunea ciudată la distanţă»: inseparabilitatea cuantică

Realitatea, liberul arbitru sau viteza luminii? La una dintre acestea este necesar să renunţăm, căci mecanica cuantică ne învaţă că nu le putem avea pe toate. În continuare vorbim despre cel mai straniu fenomen observat în universul cuantic: inseparabilitatea cuantică.

O acţiune stranie la distanţă

Erwin Schrödinger a numit-o „trăsătura definitorie” a teoriei cuantice. Einstein nu a crezut în ea defel, considerând că este o dovadă a faptului că teoria cuantică prezintă limitări serioase. Vorbim despre inseparabilitatea cuantică: ideea că particulele pot fi corelate într-un asemenea mod încât modificarea stării cuantice a uneia dintre ele o afectează instantaneu pe alta, fie aceasta la ani-lumină distanţă.

Această „acţiune ciudată la distanţă”, cum a descris-o Einstein, este o lovitură serioasă la adresa concepţiei noastre despre modul în care funcţionează lumea.

În 1964, fizicianul John Bell de la European Organization for Nuclear Research (CERN) din Geneva, Elveţia, a arătat cât de serioasă este această lovitură. El a introdus o inegalitate matematică care cuprinde corelaţia maximă dintre stările particulelor aflate la distanţă în cadrul unor experimente în care sunt îndeplinite trei condiţii „rezonabile”: experimentatorii să aibă liber arbitru în stabilirea parametrilor experimentului aşa cum îşi doresc, proprietăţile măsurate ale particulelor să fie reale şi pre-existente, nu doar să-şi facă apariţia la data măsurătorii şi nicio influenţă să nu aibă o viteză mai mare decât viteza luminii, viteza cosmică limită.

Aşa cum multe experimente au demonstrat, mecanica cuantică încalcă în mod regulat inegalitatea lui Bell, ducând la un nivel de corelaţie aflat cu mult peste cele posibile dacă sunt întrunite condiţiile descrise mai sus. Acest aspect ne pune în faţa unei dileme filozofice.

• Cumva nu avem liber arbitru, în sensul că, într-un fel sau altul, măsurătorile pe care le efectuăm sunt predeterminate? Aceasta nu este prima opţiune a nimănui.

• Este posibil să nu fie proprietăţile particulelor cuantice reale, asta implicând faptul că nimic nu este real, ci există doar ca rezultat al percepţiei noastre? Aceasta este o interpretare mai des întâlnită, dar despre care nu se poate spune că ne aduce o înţelegere mai profundă a fenomenelor.

• Sau explicaţia rezidă în faptul că, într-adevăr, există o forţă (o influenţă) care se deplasează mai repede decât lumina?

Consolidând reputaţia elveţiană pentru realizarea unor ceasuri de mare precizie şi cronometrarea excelentă, în anul 2008 fizicianul Nicolas Gisin şi colegii săi de la Universitatea din Geneva au arătat că în cazul în care nu renunţăm la concepţiile cu privire la realitate şi liberul arbitru, nepunându-ne problema că acestea ar fi fost afectate, atunci viteza transferului stărilor cuantice între fotoni corelaţi cuantic aflaţi în două sate aflate la 18 kilometri distanţă unul faţă de celălalt, a fost de aproximativ 10 de milioane de ori mai mare decât viteza luminii (Nature, vol. 454, p. 861).

Indiferent care va fi răspunsul adevărat, acesta va fi unul ciudat. Bine aţi venit în realitatea cuantică!

Citiţi şi:

Un experiment inedit al chinezilor poate aduce o nouă revoluţie în ştiinţă: ce au descoperit aceştia despre cel mai bizar fenomen al fizicii

Ciudata «împerechere» a particulelor cuantice la distanță nu depinde de modul în care alegem să facem măsurătorile

yogaesoteric
22 februarie 2020

Also available in: Français