Η κβαντική σύμπλεξη σε 60 δευτερόλεπτα
Τα πειράματα CMS και ATLAS ανακοίνωσαν πρόσφατα την ανίχνευση κβαντικής σύμπλεξης σε κουάρκ που παράχθηκαν στις συγκρούσεις δεσμών πρωτονίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC). Επίσης, πριν από μερικές εβδομάδες κινέζοι ερευνητές δημοσίευσαν μια εργασία σχετικά με την πιθανή συμμετοχή της κβαντικής σύμπλεξης φωτονίων στην λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Τι είναι λοιπόν η κβαντική σύμπλεξη ή αλλιώς κβαντική διεμπλοκή;
Η κβαντική σύμπλεξη συνδέει τα υποατομικά σωματίδια με τρόπο που φαίνεται να αψηφά τη λογική. Όταν οι επιστήμονες μετρούν το ένα σωματίδιο του ζεύγους συν-πλεκομένων σωματιδίων, το άλλο φαίνεται να γνωρίζει ακαριαία το αποτέλεσμα.
Ένας τρόπος για να αποδείξουμε την κβαντική σύμπλεξη μεταξύ των σωματιδίων είναι να μετρήσουμε μια ιδιότητά τους που ονομάζεται σπιν.
Οι επιστήμονες μπορούν να μετρήσουν τόσο το μέγεθος όσο και την κατεύθυνση του σπιν ενός σωματιδίου. Μια κατηγορία σωματιδίων που ονομάζονται φερμιόνια – στα οποία ανήκουν τα ηλεκτρόνια, τα μιόνια, τα ταυ, τα νετρίνα και τα κουάρκ – που έχουν όλα σπιν ½. Η κατεύθυνση του σπιν ενός φερμιονίου μπορεί να είναι είτε προς τα πάνω είτε προς τα κάτω. Το μέγεθος του σπιν ενός φερμιονίου είναι πάντα ½, αλλά η κατεύθυνσή του «αποφασίζεται» μόνο όταν πραγματοποιείται μια μέτρηση.
Στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, οι επιστήμονες μελέτησαν συν-πλεκόμενα ζεύγη φερμιονίων που ονομάζονται κορυφαία κουάρκ.
Έδειξαν ότι μόλις μετρούσαν την κατεύθυνση του σπιν ενός κουάρκ, το άλλο κουάρκ θα «επέλεγε» τον συμπληρωματικό προσανατολισμό. Επειδή αυτό συνέβη ακαριαία, χωρίς να απαιτηθεί κάποιο χρονικό διάστημα ώστε το ένα κορυφαίο κουάρκ να μεταδώσει μήνυμα στο άλλο και να επηρεάσει το σπιν του, τα δύο συν-πλεκόμενα σωματίδια υπήρχαν σχεδόν σαν να ήταν ένα.
Εξαιτίας αυτού του φαινομένου ο Albert Einstein απέρριπτε την κβαντική φυσική. Το 1934, μαζί με τους Boris Podolski και Nathan Rosen, δημοσίευσε μια εργασία στην οποία υποστήριζε ότι η κβαντική μηχανική ήταν μια ατελής θεωρία. Πρότειναν ότι υπήρχαν «κάποιες κρυφές μεταβλητές» οι οποίες επέτρεπαν στα σωματίδια να επικοινωνούν.
Το 1964, ο φυσικός John Bell επινόησε ένα πείραμα για να αναζητήσει αυτές τις κρυμμένες μεταβλητές. Όμως, από την δεκαετία του 1970, όλα τα πειράματα έχουν επιβεβαιώσει με ακρίβεια τις προβλέψεις της κβαντικής μηχανικής, χωρίς να βρούν κάποια πειραματική ένδειξη ότι υπάρχουν κρυφές μεταβλητές.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου