Κατέρριψαν τη θεωρία του Αϊνστάιν σχετικά με το φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής;

Ένα πείραμα στο Πανεπιστήμιο του Ντελφτ στην Ολλανδία στέλνει στο χρονοντούλαπο της ιστορίας τις αμφιβολίες του Άλμπερτ Αϊνστάιν σχετικά με το φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής. Το πείραμα απορρίπτει την αρχή του «τοπικού ρεαλισμού» του Άλμπερτ Αινστάιν η οποία υποστηρίζει ότι το σύμπαν υπακούει σε νόμους και όχι στην τύχη και ότι δεν υπάρχει ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός.

Η κβαντική διεμπλοκή είναι το φαινόμενο κατά το οποίο, δύο αντικείμενα που δημιουργούνται μαζί (για παράδειγμα δύο ηλεκτρόνια) μένουν σε κατάσταση διεμπλοκής μεταξύ τους, ασχέτως του χώρου που μεσολαβεί πλέον από το ένα στο άλλο. Αν στείλουμε το ένα από τα δύο στο άλλο άκρο του σύμπαντος και κάνουμε κάτι σε οποιοδήποτε από τα δύο, το άλλο αντιδρά ακαριαία.

Το 1935 ο Άλμπερτ Αινστάιν και οι συνεργάτες του Μπόρις Ποντόλσκι και Νάθαν Ρόζεν συνέγραψαν ένα περίφημο άρθρο για τις «διαπλεγμένες ή εναγκαλισμένες καταστάσεις», συστήματα δηλαδή τα οποία σύμφωνα με την κβαντομηχανική πρέπει να τα μεταχειριζόμαστε ως ενιαίο σύνολο, όσο μακριά και αν βρίσκονται τα τμήματα που τα αποτελούν.

​Ο Αϊνστάιν απέρριπτε την ιδέα της κβαντικής διεμπλοκής, για την οποία χρησιμοποιούσε τον αφοριστικό χαρακτηρισμό «στοιχειωμένη δράση από απόσταση»Το συμπέρασμα αυτό τους οδήγησε τότε στην παραδοχή ότι η κβαντομηχανική δεν μπορούσε να αποτελεί μια πλήρη θεωρία. Συμπέραναν ότι χρειάζονται και άλλες πρόσθετες φυσικές ποσότητες (οι λεγόμενες κρυμμένες μεταβλητές) για να περιγραφεί η φυσική πραγματικότητα.

Η νέα μελέτη

Μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο κορυφαίο περιοδικό Nature αναφέρει πώς δύο ηλεκτρόνια που απείχαν 1,3 χιλιόμετρα μεταξύ τους βρισκόμενα σε διαφορετικά εργαστήρια του Πανεπιστημίου της Ντελφτ συμπεριφέρονταν σαν να ήταν «συνεννοημένα» από πριν. Έτσι, είτε πρέπει να δεχτούμε πως η πληροφορία μπορεί να ταξιδέψει με άπειρη ταχύτητα είτε πως στην πραγματικότητα τα δύο αντικείμενα βρίσκονται ακόμα σε «επαφή», σε σύνδεση μεταξύ τους, σε κατάσταση διεμπλοκής.

​Η κβαντομηχανική προβλέπει ότι ένα σωματίδιο μπορεί να βρίσκεται σε διαφορετικές θέσεις ταυτόχρονα, και «κλειδώνει» τελικά σε μια συγκεκριμένη θέση μόνο αν κάποιος μπει στον κόπο να το παρατηρήσει.

Η κβαντική θεωρία προβλέπει επίσης ότι δύο ή περισσότερα σωματίδια μπορούν κάτω από ορισμένες συνθήκες να διεμπλακούν: αυτό σημαίνει ότι οποιαδήποτε μεταβολή στο ένα από τα συνδεδεμένα σωματίδια προκαλεί αντίστοιχες, ακαριαίες μεταβολές και στα υπόλοιπα συνδεδεμένα σωματίδια.

Ο Αϊνστάιν αμφισβητούσε τη διεμπλοκή διότι δεν πίστευε ότι υπάρχει ο,τιδήποτε που μπορεί να ταξιδέψει ταχύτερα από το φως.

Υπολογισμοί της κβαντικής φυσικής...

Πειράματα και αμφιβολίες

Η διεμπλοκή είχε αποδειχτεί τις τελευταίες δεκαετίες με διάφορα επιστημονικά πειράματα, ωστόσο παρέμεναν δύο «κενά» που δικαίωναν τις αμφιβολίες του Αινστάιν. Το πρώτο κενό ήταν μέρος μόνο των σωματιδίων του πειράματος που είναι δυνατό να ανιχνευθούν, οπότε οι ερευνητές πρέπει να αρκούνται στην υπόθεση ότι τα σωματίδια που ανίχνευσαν είναι ενδεικτικά του συνόλου, κάτι που δεν ισχύει απαραίτητα στον κόσμο της κβαντομηχανικής.

Για να λύσουν το πρόβλημα, πολλές ερευνητικές ομάδες δεν χρησιμοποίησαν υποατομικά σωματίδια αλλά ολόκληρα άτομα, τα οποία είναι πιο εύκολο να ανιχνευθούν. Το δεύτερο κενό είχε να κάνει με την απόσταση μεταξύ των ατόμων όταν αυτή είναι μεγάλη. Αν η απόσταση του πειράματος είναι μικρή, τότε το ένα σωματίδιο μπορεί θεωρητικά να ενημερώσει το άλλο χωρίς να παραβιαστεί η αρχή της «ταχύτητας του φωτός».

Η νέα μελέτη δίνει απαντήσεις και στα δύο «κενά». Ο Ρόναλντ Χάνσον και οι συνεργάτες του ακολούθησαν με μια ιδιοφυή προσέγγιση, στην οποία δύο ηλεκτρόνια συνδέθηκαν με δύο φωτόνια τα οποία στη συνέχεια συνδέθηκαν μεταξύ τους. Αυτό τελικά δημιούργησε διεμπλοκή ανάμεσα στα δύο ηλεκτρόνια από σε απόσταση 1,3 χιλιομέτρων.

Για τεχνικούς λόγους, η μεθοδολογία αυτή αποκλείει τα δύο «παραθυράκια» και ίσως γράφει τον επίλογο σε μια επιστημονική διαμάχη οκτώ δεκαετιών.

Πηγή: econews