Gerçekliğin iki versiyonu aynı anda var olabilir mi? Fizikçiler yapabileceklerini söylüyorlar - kuantum düzeyinde, yani.
Araştırmacılar son zamanlarda düello gerçekleri hakkında onlarca yıllık teorik fizik sorusunu cevaplamak için deneyler yaptılar. Bu zor düşünce deneyi, aynı fotonu gözlemleyen iki kişinin bu fotonun durumu hakkında farklı sonuçlara varabileceğini öne sürdü - ancak her iki gözlem de doğru olacaktı.
İlk kez, bilim adamları düşünce deneyinde açıklanan koşulları çoğalttılar. 13 Şubat öncesi baskı arXiv dergisinde yayınlanan sonuçları, gözlemciler aynı fotondaki farklı durumları tanımlasa bile, iki çelişkili gerçekliğin her ikisinin de doğru olabileceğini doğruladı.
Avusturya'daki Innsbrück Üniversitesi'nde Deneysel Fizik Bölümü'nde doktora sonrası araştırmacı olan ortak yazar Martin Ringbauer, "Her ikisini de doğrulayabilirsiniz."
Wigner'in arkadaşı
Bu şaşırtıcı fikir, 1963'te Nobel Fizik Ödülü'nü kazanan Eugene Wigner'in beyni idi. 1961'de Wigner, "Wigner'ın arkadaşı" olarak bilinen bir düşünce deneyi getirmişti. Bir foton ile başlar - bir ışık parçacığı. Yalıtılmış bir laboratuvardaki bir gözlemci fotonu ölçtüğünde, parçacığın polarizasyonunun - üzerinde döndüğü eksen - dikey veya yatay olduğunu bulurlar.
Bununla birlikte, foton ölçülmeden önce, foton kuantum mekaniğinin yasalarında da belirtildiği gibi, her iki polarizasyonu bir kerede gösterir; iki olası durumun "üst üste binmesi" içinde bulunur.
Laboratuardaki kişi fotonu ölçtüğünde, parçacık sabit bir polarizasyon alır. Ancak, ölçümlerin sonucunu bilmeyen kapalı laboratuvarın dışında biri için, ölçülmemiş foton hala bir süperpozisyon durumundadır.
Bu yabancının gözlemi - onların gerçekliği - bu nedenle laboratuvarda fotonu ölçen kişinin gerçekliğinden farklıdır. Ancak, kuantum mekaniğine göre, bu çelişkili gözlemlerin hiçbirinin yanlış olduğu düşünülmemektedir.
Değişmiş devletler
Onlarca yıldır Wigner'in zihin bükme önerisi sadece ilginç bir düşünce denemesiydi. Ancak son yıllarda, fizikteki önemli ilerlemeler sonunda uzmanların Wigner'ın önerisini test etmesini sağladı.
“Sorunu test edilebilir bir şekilde formüle etmek için teorik ilerlemeler gerekiyordu. Sonra deneysel tarafın, böyle bir şeyi uygulamak için kuantum sistemlerinin kontrolünde gelişmelere ihtiyacı vardı” dedi.
Ringbauer ve meslektaşları, senaryoyu iki katına çıkaran daha titiz bir deneyle Wigner'in orijinal fikrini test ettiler. Deneylerin yapılacağı iki "laboratuvar" belirlediler ve iki çift dolaşmış foton tanıttılar, bu da kaderlerinin bağlandığını, böylece birinin durumunu bilmek otomatik olarak diğerinin durumunu size bildirir. (Kurulumdaki fotonlar gerçekti. Senaryoda dört "insan" - "Alice," "Bob" ve her birinin "arkadaşı" gerçek değildi, bunun yerine deneyin gözlemcilerini temsil ediyordu).
Her laboratuvarın "içinde" bulunan Alice ve Bob'un iki arkadaşı, birbirine dolanmış bir çiftte bir foton ölçtüler. Bu, dolaşmayı bozdu ve süperpozisyonu çökertti, yani ölçtükleri foton belirli bir polarizasyon durumunda vardı. Sonuçları kuantum hafızada kaydettiler - ikinci fotonun polarizasyonunda kopyalandı.
Kapalı laboratuvarların “dışında” olan Alice ve Bob'a daha sonra kendi gözlemlerini yapmaları için iki seçenek sunuldu. Arkadaşlarının kuantum hafızasında saklanan sonuçlarını ölçebilirler ve böylece polarize fotonlar hakkında aynı sonuçlara ulaşabilirler.
Ancak dolaşmış fotonlar arasında kendi deneylerini de yapabilirler. Müdahale deneyi olarak bilinen bu deneyde, eğer fotonlar dalga gibi davranıyorsa ve hala bir devletlerin üst üste binmesinde mevcutsa, o zaman Alice ve Bob, ışık dalgalarının zirveleri ve vadilerinin eklendiği karakteristik bir açık ve koyu saçaklar deseni görürlerdi yukarı veya iptal edin. Parçacıklar durumlarını "seçtiyse", görmediklerinden farklı bir model görürsünüz. Wigner daha önce bunun fotonların hala dolaşmış durumda olduğunu ortaya koymasını önermişti.
Yeni çalışmanın yazarları, iki kat senaryolarında bile Wigner tarafından açıklanan sonuçların elde edildiğini bulmuşlardır. Alice ve Bob, araştırmaya göre, doğru ve kanıtlanabilir ve yine de arkadaşlarının gözlemlerinden farklı olan ve aynı zamanda doğru ve kanıtlanabilir olan fotonlar hakkında sonuçlara varabilirler.
Kuantum mekaniği, dünyanın fizik kurallarının artık geçerli olmadığı kadar küçük bir ölçekte nasıl çalıştığını açıklar; Ringbauer, onlarca yıldır bu alanda çalışan uzmanların bunun ne anlama geldiğine dair çok sayıda yorum sunduğunu söyledi.
Bununla birlikte, ölçümlerin kendileri mutlak değilse - bu yeni bulguların önerdiği gibi - kuantum mekaniğinin anlamını zorlar.
Ringbauer, "Klasik fiziğin aksine, ölçüm sonuçları mutlak gerçek olarak kabul edilemez, ancak ölçümü yapan gözlemciye göre anlaşılmalıdır" dedi.
"Kuantum mekaniği hakkında anlattığımız hikayeler buna uymak zorunda." Dedi.
