Η κβαντομηχανική είναι αρκετά περίεργη. Πάνω που νομίζεις πως έχει φτάσει στον πάτο του βαρελιού και τα έχεις ανακαλύψει όλα, ανακαλύπτεις πάντα πως πηγαίνει ακόμα πιο βαθιά, όπου συναντάμε ακόμα πιο παράξενα πράγματα. Ο Αϊνστάιν πάντα μισούσε αυτή την παραδοξότητα της κβαντομηχανικής. Πίστευε ότι η πραγματικότητα έπρεπε να είναι ντετερμινιστική. Το διάσημο αστείο του, «Ο Θεός δεν παίζει ζάρια με το σύμπαν», αφορά ακριβώς αυτή την ιδέα. Έκανε λάθος, όμως, και αυτό μόλις αποδείχθηκε.
Κατά τη διάρκεια του πέμπτου Συνεδρίου Solvay, το 1927, έφτασε μια στιγμή που έφερε επανάσταση στην σύγχρονη φυσική. Μέσα στα πολλά θέματα που αναλύθηκαν στο συνέδριο, ήταν και η αρχή της συμπληρωματικότητας, που στηρίζει τόσο την αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg, όσο και τη δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου. Η συμπληρωματικότητα δηλώνει ότι στην κβαντομηχανική, υπάρχουν ορισμένα ζεύγη συμπληρωματικών ιδιοτήτων και δεν μπορούν να μετρηθούν ταυτόχρονα.
Εκεί λοιπόν, είχαμε μια ιστορική κόντρα. Ο Δανός φυσικός Niels Bohr, θεωρούσε πως αυτό ήταν ο ακρογωνιαίος λίθος της κβαντομηχανικής, ενώ ο Αϊνστάιν υποστήριζε πως ο Bohr ήταν λάθος. Για να αποδείξει τα λεγόμενά του ο Αϊνστάιν, πρότεινε ένα πείραμα Gedanken, δηλαδή ένα νοητικό πείραμα. Με αυτό τον τρόπο πίστευε πως μπορούν να διαπιστώσουν αν οι ισχυρισμοί του Bohr ήταν σωστοί. Έτσι, ο Bohr και ο Αϊνστάιν, δύο από τους μεγαλύτερους φυσικούς που έζησαν ποτέ, δημιούργησαν το πείραμα της διπλής σχισμής, με μια κινητή σχισμή συντονισμένη με την ορμή του σωματιδίου. Τώρα, ένα νέο πείραμα με σύγχρονη τεχνολογία, ρίχνει φως στη διαφωνία Bohr-Einstein, με τον πιο συναρπαστικό τρόπο.
Αρχικά το πείραμα διπλής σχισμής, δημιουργήθηκε για να δούμε αν το φως είναι φτιαγμένο από κύματα ή από σωματίδια και τελικά έδειξε πως τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια, είναι κύματα. Με τον Αϊνστάιν να αποδεικνύει ότι τα φωτόνια είναι σωματίδια φωτός, αυτό το πείραμα έχει εδραιώσει την πραγματικότητα της δυαδικότητας σωματιδίου-κύματος. Στο πείραμα Αϊνστάιν-Μπορ, πριν φτάσει στη διπλή σχισμή, το σωματίδιο θα περνούσε από μια μόνο σχισμή – αυτή που είναι ευαίσθητη στην ορμή.
Ένα ποντίκι γέννησε αφότου πήγε στο διάστημα και αυτό είναι πολύ σημαντικό για την ανθρωπότητα
Η πρώτη σχισμή θα ωθούσε το σωματίδιο προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, η οποία θα σχετιζόταν με την ορμή του. Ο Αϊνστάιν υποστήριξε ότι τότε το τμήμα της διπλής σχισμής θα εξακολουθούσε να λειτουργεί – παράγοντας τους κροσσούς περίθλασης – και έτσι θα παραβίαζε τη συμπληρωματικότητα δείχνοντας τόσο τη συμπεριφορά του σωματιδίου όσο και του κύματος. Ο Μπορ υποστήριξε ότι λόγω της αρχής της αβεβαιότητας, οι κροσσοί περίθλασης θα κατέληγαν να ξεθωριάσουν.
Τώρα όμως έρχεται ο Jian-Wei Pan του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας (USTC) και οι συνεργάτες του, που δημιούργησαν μια νέα έκδοση αυτού του πειράματος. Χρησιμοποίησαν ένα οπτικό τσιμπιδάκι για να παγιδεύουν ένα άτομο ρουβιδίου στον αέρα. Το άτομο μπλέχτηκε με την ορμή ενός φωτονίου πριν εκτοξευθεί μέσα από τη διπλή σχισμή. Το πείραμα κατέληξε με τη διάταξη να συμπεριφέρεται όπως είχε προβλέψει ο Bohr, δείχνοντας πως ο Αϊνστάιν έκανε λάθος, σχεδόν 100 χρόνια αργότερα. Συγγνώμη Άλμπερτ, αλλά έτσι λειτουργεί η επιστήμη. Φυσικά αυτό δε σημαίνει πως η γενική και η ειδική θεωρία της σχετικότητας είναι λάθος. Ούτε κατά διάνυα. Το πείραμα δείχνει μόνο πως ο Αϊνστάιν έκανε λάθος σε μια διαφωνία στα πλαίσια ενός συνεδρίου. Βέβαια, σε τόσο υψηλό επίπεδο νόησης, ανάμεσα σε δύο κορυφαίους επιστήμονες, οι διαφωνίες χρειάζονται πολλά χρόνια για να επιλυθούν
Η νέα μελέτη δημοσιεύθηκε στο Physical Review Letters.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
