Prelomový kvantový experiment nedávno potvrdil realitu „strašidelnej akcie na diaľku“ - bizarného fenoménu, ktorý Einstein nenávidel - v ktorom spojené častice zjavne komunikujú rýchlejšie ako rýchlosť svetla.
Stačilo len 12 tímov fyzikov v 10 krajinách, viac ako 100 000 dobrovoľníkov a viac ako 97 miliónov dátových jednotiek - všetky boli generované náhodne ručne.
Dobrovoľníci pôsobili z miest po celom svete a odohrali online videohru 30. novembra 2016, ktorá vyprodukovala milióny bitov alebo „binárnych číslic“ - najmenšiu jednotku počítačových údajov.
Fyzici potom použili tieto náhodné kúsky v takzvaných Bell testoch, ktorých cieľom je ukázať, že zamotané častice alebo častice, ktorých stavy sú záhadne spojené, môžu nejakým spôsobom prenášať informácie rýchlejšie ako svetlo môže cestovať a zdá sa, že tieto častice si „vyberajú“ svoje stavy pri v okamihu, keď sa odmerajú.
Ich zistenia, nedávno uverejnené v novej štúdii, sú v rozpore s Einsteinovým opisom stavu známeho ako „miestny realizmus“, ktorý spolu s autorom Morgan Mitchell, profesor kvantovej optiky na Inštitúte fotonických vied v Španielsku, uviedol pre Live Science v e-mail.
„Ukázali sme, že Einsteinov svetonázor na miestny realizmus, v ktorom majú veci vlastnosti, či ich pozorujete alebo nie, a žiaden vplyv necestuje rýchlejšie ako svetlo, nemôže byť pravda - aspoň jedna z týchto vecí musí byť nepravdivá,“ povedal Mitchell.
Toto predstavuje pravdepodobnosť dvoch scenárov ohýbania mysle: Buď to naše pozorovanie sveta skutočne zmení, alebo častice spolu komunikujú určitým spôsobom, ktorý nevidíme alebo nemôžeme ovplyvniť.
„Alebo možno oboje,“ dodal Mitchell.
Einsteinov svetonázor - je to pravda?
Od sedemdesiatych rokov fyzici testovali hodnovernosť miestneho realizmu pomocou experimentov s názvom Bell testy, ktoré prvýkrát navrhol v 60. rokoch írsky fyzik John Bell.
Na vykonanie týchto Bellových testov fyzici porovnávajú náhodne vybrané merania, ako je polarizácia dvoch zapletených častíc, ako sú fotóny, ktoré existujú na rôznych miestach. Ak je jeden fotón polarizovaný v jednom smere (povedzme, hore), druhý bude smerovať do strany iba určité percento času.
Ak počet, koľkokrát sa merania častíc navzájom zrkadlia, prekročí tento prah - bez ohľadu na to, aké častice sú alebo poradie, v ktorom sú merania vybrané - naznačuje to, že separované častice „si“ zvolia svoj stav až v okamihu, keď sa zmerajú. , Znamená to, že častice môžu medzi sebou okamžite komunikovať - takzvaná strašidelná akcia na diaľku, ktorá Einsteina tak obťažovala.
Tieto synchronizované reakcie sú preto v rozpore s predstavou skutočne nezávislej existencie, názoru, ktorý tvorí základ princípu miestneho realizmu, na ktorom sú založené pravidlá klasickej mechaniky. Z času na čas však testy ukázali, že zamotané častice demonštrujú korelované stavy, ktoré prekračujú prah; že svet je skutočne strašidelný; a že Einstein sa mýlil.
Bell testy však vyžadujú, aby výber toho, čo sa má merať, bol skutočne náhodný. A to je ťažké ukázať, pretože neviditeľné faktory môžu ovplyvniť výber výskumných pracovníkov, a dokonca aj generovanie náhodných údajov počítačmi nie je skutočne náhodné. Vedci tvrdia, že to vytvára nedostatky v Bell testoch známych ako medzera v slobode výberu - možnosť, že „skryté premenné“ môžu ovplyvniť nastavenia použité v experimentoch. Ak merania nie sú skutočne náhodné, Bell testy nemôžu definitívne vylúčiť miestny realizmus.
V rámci novej štúdie chceli vedci zhromaždiť obrovské množstvo údajov získaných človekom, aby si boli istí, že do svojich výpočtov zahrnuli skutočnú náhodnosť. Tieto údaje im umožnili vykonať širšiu skúšku miestnej reality, ako kedykoľvek predtým, a zároveň im umožnili uzavrieť pretrvávajúce medzery, tvrdia vedci.
„Lokálny realizmus je otázka, ktorú nedokážeme úplne zodpovedať strojom,“ uviedol Morgan vo vyhlásení. "Zdá sa, že my sami musíme byť súčasťou experimentu, aby bol vesmír čestný."
Generátory náhodných čísel
Ich úsilie, nazývané Big Bell Test, zapojilo hráčov - alebo „Bellsters“ - do online poklepacej hry s názvom Big Bell Quest. Hráči rýchlo a opakovane klepali na dve tlačidlá na obrazovke s príslušnými hodnotami jedna a nula. Vedci uviedli, že ich výber sa preniesol do laboratórií na piatich kontinentoch, kde sa na výber nastavení merania na porovnávanie zapletených častíc použili náhodné voľby účastníkov.
Experimenty tiež preukázali zaujímavú podobnosť medzi ľuďmi a kvantovými časticami súvisiacu s náhodnosťou a slobodnou vôľou. Ak boli Bellove testy na človeka ovplyvnené merania skutočne náhodné - neovplyvnené samotnými zapletenými časticami - potom boli správanie ľudí aj častíc náhodne, vysvetlil Mitchell.
„Ak sme slobodní, tak sú aj oni,“ povedal.
