Kvantna mehanika prkosi kauzalnom poretku, potvrđuje eksperiment

Eksperiment je potvrdio da kvantna mehanika dozvoljava događaje da se dogode bez određenog uzročnog poretka. Rad su obavili Jacqui Romero, Fabio Costa i kolege na Univerzitetu Queensland u Australiji, koji kažu da bi bolje razumijevanje ovog neograničenog uzročnog poretka moglo ponuditi put ka teoriji koja kombinuje Einsteinovu opću teoriju relativnosti s kvantnom mehanikom.

U klasičnoj fizici – i svakodnevnom životu – postoji stroga uzročna veza između uzastopnih događaja. Ako se drugi događaj (B) desi nakon prvog događaja (A), na primjer, onda B ne može utjecati na ishod A. Ovaj odnos, međutim, se razbija u kvantnoj mehanici jer je vremensko širenje talasne funkcije čestica veće od razdvajanja u vremenu između A i B. To znači da se uzročni red A i B ne može uvijek razlikovati od kvantnih čestica kao što je foton.



U svom eksperimentu, Romero, Costa i kolege stvorili su “kvantni prekidač”, u kojem fotoni mogu potrajati dva puta. Jedan put uključuje operaciju A prije operacije B, dok se na drugoj putanji B pojavljuje prije A. Red u kojem se operacije vrše određuje se početnom polarizacijom fotona dok ulazi u prekidač.

Eksperiment uključuje korišćenje polarizacionog snopa, koji šalje fotone različitih polarizacija duž različitih staza. Izvor fotona je dijagonalno polarizovan u odnosu na snop, što znači da postoji 50% šansa da će foton uzeti bilo koji put.




Izvanredno

Dva su puta rekombinirana i izmjerena polarizacija fotona. Operacije A i B su dizajnirane tako da redoslijed kojim se primjenjuju na fotone utječe na polarizaciju izlaznog fotona – ako sustav ima određenu uzročnost.

Tim je uradio eksperiment pomoću nekoliko različitih vrsta rada za A i B te u svim slučajevima su otkrili da je izmjerena polarizacija fotona u skladu da nije definitivan uzročni red između kada je primijenjen A i B. Doista, mjerenja neodređenog kauzalnog reda imaju nevjerojatnu statističku značajnost 18σ – daleko iznad praga 5σ koji se smatra otkrićem u fizici.




Kao i stvaranje eksperimentalne veze između relativnosti i kvantne mehanike ovaj kvantni prekidač mogao bi naći primjenu u kvantnoj tehnologiji. „Ovo je samo prvi dokaz principa, ali na većem mjerilu neodređeni kauzalni red može imati stvarne praktične primjene, kao što je stvaranje učinkovitijih računala ili poboljšanje komunikacije”, kaže Costa.

Istraživanje je opisano u Physical Review Letters.

Izvor: Physics World

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *