Πείραμα επιβεβαιώνει τη "μυστηριώδη" κβαντική διεμπλοκή

Είναι επίσημο: το σύμπαν είναι παράξενο. 
Η καθημερινή εμπειρία,  μας λέει ότι τα μακρινά αντικείμενα δεν μπορούν να επηρεάσουν το ένα το άλλο και δεν εξαφανίζονται μόνο και μόνο επειδή δεν τα βλέπει κανείς.. 


Ακόμα και ο Άλμπερτ Αϊνστάιν ήταν αντίθετος σε τέτοιες ιδέες, επειδή συγκρούστηκαν τόσο άσχημα με τις απόψεις μας για τον πραγματικό κόσμο και επειδή δεν μπορούσε να εξηγηθεί με βάση τις δικές του θεωρίες για το σύμπαν.

Αλλά τελικά κάνουμε λάθος. Η κβαντική φύση της πραγματικότητας σημαίνει, ότι σε κάποιο επίπεδο, αυτά τα πράγματα μπορούν και συμβαίνουν στην πραγματικότητα. Ένα πρωτοποριακό πείραμα βάζει τέλος στην κοινή "τοπική ρεαλιστική» μας άποψη του κόσμου, εγκαθιστώντας  ένα επιχείρημα που μαινόταν και ταλάνιζε τη  φυσική για σχεδόν έναν αιώνα. 

Το μελλοντικό Νόμπελ Φυσικής, λοπόν, ίσως, δοθεί στους πρωτεργάτες του πρωτοποριακού τεστ, το οποίο επιβεβαίωσε, με μεγαλύτερη σιγουριά από κάθε άλλη φορά, ότι η κβαντική διεμπλοκή (ή κβαντικός εναγκαλισμός), δηλαδή η αυτόματη «επικοινωνία» και αλληλεπίδραση δύο αντικειμένων εξ αποστάσεως, συνιστά αναπόσπαστο συστατικό του κβαντικού κόσμου.
 
Εκτός απο τον Αινστάιν όμως, κακό νέο αποτελεί και για τους χάκερς, καθώς η μελλοντική κβαντική κρυπτογράφηση θα είναι απείρως δυσκολότερη να «σπάσει» (και θα απαιτεί διδακτορικό στην κβαντομηχανική...).

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Ρόναλντ Χάνσον του ολλανδικού Πανεπιστημίου Ντελφτ, έκαναν σχετική προδημοσίευση στον επιστημονικό διαδικτυακό τόπο arXiv, σύμφωνα με το «Nature», ενώ εκκρεμεί η επίσημη δημοσίευση σε επιστημονικό περιοδικό με κριτές.

Για «ιστορική στιγμή» έκανε λόγο ο κβαντικός φυσικός Νικολά Γκεζέν του Πανεπιστημίου της Γενεύης. Για «πραγματικά μεγαλοφυές και όμοροφ πείραμα» μίλησε ο κορυφαίος κβαντικός φυσικός Άντον Τσάϊλινγκερ του Πανεπιστημίου της Βιένης.

Ο κβαντικός φυσικός Μάθιου Λάϊφερ του καναδικού Ινστιτούτου «Περίμετρος» του Οντάριο δήλωσε ότι δεν θα εκπλησσόταν, αν τα επόμενα χρόνια κάποιος από τους ερευνητές, μαζί με άλλους παλαιότερους συναδέλφους του, έπαιρνε το Νόμπελ Φυσικής. Είχαν προηγηθεί άλλα σχετικά πειράματα, αλλά το νέο πείραμα στην Ολλανδία κλείνει τα «παραθυράκια» αμφιβολίας που εκείνα είχαν αφήσει.

Στην κβαντομηχανική, τα αντικείμενα μπορούν να βρίσκονται ταυτόχρονα σε πολλές διαφορετικές καταστάσεις (π.χ. ένα σωματίδιο σε δύο σημεία). Μόνο όταν γίνεται η κατάλληλη μέτρηση από τον επιστήμονα, το αντικείμενο «κατασταλάζει» σε μία δεδομένη κατάσταση.

Επιπλέον όμως -και αυτό είναι ακόμη πιο παράδοξο- οι ιδιότητες δύο μακρινών αντικειμένων, τα οποία απέχουν χιλιόμετρα μεταξύ τους, «διεμπλέκονται» ή «εναγκαλίζονται», με αποτέλεσμα όταν μετριέται κάποια ιδιότητα του ενός αντικειμένου, τότε η αντίστοιχη ιδιότητα του άλλου παίρνει την ίδια τιμή, δηλαδή μεταπίπτει ακριβώς στην ίδια κατάσταση με το πρώτο, παρόλη την απόσταση μεταξύ τους.

Αυτή η συμπεριφορά (λες και υπάρχει ένα «φάντασμα» στην ύλη) εκνεύριζε τον Αϊνστάιν, καθώς φαίνεται να παραβιάζει τον -υποτίθεται απαραβίαστο- συμπαντικό κανόνα ότι τίποτε δεν μπορεί να ταξιδέψει ταχύτερα από το φως. 

Στη δεκαετία του '60, πρώτος ο Ιρλανδός φυσικός Τζον Μπελ πρότεινε ένα πείραμα για να επιβεβαιωθεί η κβαντική διεμπλοκή και να διαψευσθεί ο Αϊνστάιν, οριστικά.

Το πρώτο σχετικό τεστ έγινε το 1981 από τον Αλέν Ασπέκτ (πιθανότατο υποψήφιο για μελλοντικό Νόμπελ) στο Ινστιτούτο Οπτικής στο Παλεζό της Γαλλίας. Αρκετά ακόμη πειράματα έλαβαν χώρα στα επόμενα χρόνια, αλλά κάθε φορά έμενε κάποια αμφιβολία. Όμως το νέο τεστ - που αφορούσε την κβαντική διεμπλοκή ζευγαριών ηλεκτρονίων και φωτονίων - φαίνεται πως κλείνει, πλέον, για τα καλά κάθε προηγούμενο κενό.

«Το πείραμα στο Ντελφτ αποτελεί την οριστική απόδειξη ότι η κβαντική κρυπτογραφία μπορεί να είναι απεριόριστα ασφαλής», δήλωσε ο Τσάϊλινγκερ. Όμως, στην πράξη, η εφαρμογή αναμένεται να είναι αρκετά δύσκολη.

Λοιπόν, τι θα έκανε ο Αϊνστάιν μπροστά σε αυτό το νέο αποτέλεσμα; δεν ξέρουμε αν οι μεταγενέστερες εξελίξεις θα είχαν αλλάξει το μυαλό του, αλλά το πιο πιθανό είναι να είχε γοητευτεί με τις αποστάσεις που οι άνθρωποι θα μπορούσαν να φτάσουν για να αποδείξουν ότι είχε λάθος. "Θα έδινα πάρα πολλά για να μάθω ποια θα ήταν η αντίδραση του", λέει ο Τσάϊλινγκερ . "Νομίζω ότι θα ήταν πολύ εντυπωσιασμένος."
thecuriosityofcat