Obiektywna rzeczywistość nie istnieje

| Astronomia/fizyka
CyberHades

Eksperyment przeprowadzony na Heriot-Watt University w Edynburgu dowodzi, że obiektywna rzeczywistość nie istnieje. Zespół naukowy prowadzony przez Massimiliano Poiettiego jako pierwszy w historii przeprowadził eksperyment zwany Przyjacielem Wignera.

Ten eksperyment myślowy został zaproponowany w 1961 roku przez Eugene'a Wignera. Naukowcy przez kilkadziesiąt lat nie byli w stanie go przeprowadzić, jednak w ubiegłym roku uczeni z Edynburga stwierdzili, że ostatnie postępy w technologiach kwantowych są tak duże, że można pokusić się o próbę eksperymentalnego zweryfikowania Przyjaciela Wignera.

Eksperyment Wignera jest bardzo prosty w założeniach. Rozpoczynamy od pojedynczego fotonu, który, po dokonaniu pomiaru, będzie miał polaryzację poziomą lub pionową. Jednak przed pomiarem, zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej, foton istnieje w superpozycji, czyli ma jednocześnie oba rodzaje polaryzacji. Wigner zaproponował istnienie przyjaciela, który w laboratorium dokonuje pomiaru fotonu i zachowuje informację o jego polaryzacji. Wigner obserwuje wszystko z daleka. Jako, że nie ma informacji o wynikach pomiaru, musi założyć, że wynik pomiaru to superpozycja wszystkich możliwych wyników. Z punktu widzenia Wignera, superpozycja istnieje. A jeśli tak, to pomiar nie miał miejsca. Jednak dla jego przyjaciela foton ma jedną konkretną polaryzację. Może on nawet poinformować Wignera, że dokonał pomiaru. O ile jednak nie poinformuje o jego wyniku, dla Wignera foton będzie w superpozycji.

Mamy więc tutaj do czynienia z dwiema różnymi rzeczywistościami. To zaś poddaje w wątpliwość obiektywizm faktów z punktu widzenia różnych obserwatorów, mówi Proietti.

W ubiegłym roku Caslav Brukner z Uniwersytetu w Wiedniu wpadł na pomysł, w jaki sposób można by przeprowadzić eksperyment Przyjaciela Wignera, używając wtym celu wielu splątanych cząstek. Przełomowy eksperyment został wykonany przez Proiettiego i jego zespół. Podczas wysoce zaawansowanego eksperymentu, w którym wykorzystaliśmy 6 fotonów, zrealizowaliśmy scenariusz Przyjaciela Wignera, mówi Proietti.

Naukowcy wykorzystali 6 splątanych fotonów do stworzenia dwóch odmiennych rzeczywistości. Jedna reprezentowała Wingera, druga jego przyjaciela. Przyjaciel mierzy polaryzację fotonu i zapisuje wynik. Później Wigner dokonuje pomiaru, by stwierdzić, czy wcześniejszy pomiar i foton są w superpozycji.

Eksperyment nie dał jednoznacznych wyników. Okazało się, że obie rzeczywistości, ta przyjaciela i ta Wignera mogą istnieć jednocześnie, mimo że dają sprzeczne wyniki.

Przeprowadzony w Edynburgu eksperyment każe zadać pytania o naturę rzeczywistości. Pomysł, że obserwatorzy mogą pogodzić uzyskane przez siebie wyniki opiera się na kilku założeniach. Przede wszystkim na tym, że rzeczywistość obiektywna istnieje i obserwatorzy mogą się co do niej zgodzić. Jednak istnieją też inne założenia. Na przykład takiego, że obserwatorzy mogą dokonywać dowolnych obserwacji, czy też, że wybory jednego obserwatora nie wpływają na wybory drugiego. Jeśli istnieje obiektywna rzeczywistość, to wszystkie te założenia można utrzymać.

Jednak eksperyment Proiettiego poddaje w wątpliwość istnienie obiektywnej rzeczywistości. Oznacza to, że przynajmniej jedno z założeń – że istnieje rzeczywistość, co do której możemy się umówić, że mamy wolny wybór lub też, że wybory jednego obserwatora nie wpływają na wybory drugiego – jest nieprawdziwe.

Oczywiście możemy też założyć, że w samym eksperymencie istnieje jakaś dziura, coś czego naukowcy nie zauważyli, a co wpływa na jego wynik. Fizycy od lat próbują odnaleźć i zamknąć takie dziury w podobnych eksperymentach, ale przyznają, że być może nigdy nie będzie możliwe, by je wszystkie usunąć.

Tak czy inaczej badania Proiettiego mają duże znaczenie dla nauki. Metoda naukowa bazuje na faktach ustalanych przez powtarzalne eksperymenty, których wyniki zostały szeroko zaakceptowane, niezależnie od obserwatora, mówi Proietti. Jednak jego własny eksperyment wykazał, że różni obserwatorzy mogą doświadczać różnej rzeczywistości.

Kolejnym logicznym etapem badań wydaje się projektowanie takich eksperymentów, które będą dawały coraz bardziej dziwne i coraz bardziej rozłączne wyniki dla różnych obserwatorów.

Autor:

Źródło: Technology Review

Przyjaciel Wignera eksperyment mechanika kwantowa rzeczywistość splątanie superpozycja