Ett kvantexperiment av forskare från National University of Australia bekräftar den välkända teorin att verkligheten inte existerar förrän en extern observatör mäter den.
Åtminstone är detta sant för mycket små objekt.
Resultaten av experimentet publicerades i den auktoritativa publikationen Nature Physics.
Forskare har försökt att replikera ett berömt experiment som ligger till grund för kvantefysikens mycket bisarra förutsägelse om verklighetens natur. Enligt denna förutsägelse finns det ingen verklighet förrän vi mäter den, åtminstone i mycket liten skala.
För en vanlig man på gatan framkallar denna avhandling en känsla av”ihållande delirium”, och till och med med Einsteins allmänna relativitetsteori har många av grunden för kvantteorin ännu inte förenats.
Detta hindrar emellertid inte fysiker från att aktivt experimentera på detta område, och faktiskt arbetande kvantdatorer har länge förvånat ingen.
Verkligheten existerar inte
Kampanjvideo:
Forskarna ställde sig en enkel fråga vid första anblicken. Om vi talar om ett objekt som kan bete sig antingen som en partikel eller som en våg, då på vilket ögonblick i tid”bestämmer objektet” hur man ska uppträda?
Enligt allmän logik bör ett objekt vara antingen en partikel eller en våg i sitt ursprung, och därför spelar det ingen roll vem som gör mätningar eller observationer av objektet, eftersom dess natur inte kommer att förändras från detta.
Experimentet bevisar att observationer av atomen i framtiden påverkar dess beteende tidigare
Men enligt kvantteorin är detta inte fallet.
Kvantteori antyder att utfallet beror på hur objektet mättes i slutet av sin väg.
Och en grupp australiska fysiker under sitt experiment fann bevis för att allt händer på det sättet.
”Vår forskning visar att mätning är allt. På kvantnivå finns verkligheten inte om man inte kan se den,”avslutar studieledaren Andrew Truscott, en fysiker vid Australian National University i Canberra.
För första gången föreslogs ett sådant experiment av den amerikanska teoretiska fysikern John Wheeler 1978. Det är nu känt inom vetenskapen som Wheelers Delayed Choice Experiment.
Wheeler föreslog att använda strålar reflekterade av speglar, men vid den tiden tilllade tekniken inte att ett sådant experiment skulle kunna utföras i sin helhet. Nästan 40 år senare kunde en grupp australiska forskare implementera idén om Wheeler-experimentet med hjälp av heliumatomer som interagerar med laserstrålar.
Forskarna fångade heliumatomer i ett "Bose-Einstein-kondensat" -tillstånd som gör det möjligt att observera kvanteffekter på makroskopisk nivå och sedan ta bort alla utom en av atomerna.
Denna enskilda atom leddes sedan mellan två laserstrålar, som agerade i samma roll som de finmaskande verkningarna för ljusstrålar. De där. i rollen som ett ojämnt gitter.
Sedan lades en andra sådan "mesh" längs atomens väg.
Detta ledde till en snedvridning av atomens väg, den gick på båda möjliga vägar som en våg skulle. Med andra ord tog atomen två olika vägar.
Men i det upprepade experimentet, när det andra "rutnätet" inte lades till, valde atomen bara en möjlig väg.
Enligt forskarna tyder det faktum på att det andra “rutnätet” lades till efter atomen korsade den första”korsningen” att atomen, bildligt sett, inte definierade sin natur innan den observerades (eller mättes)) en andra gång.
”Förutsägelser om kvantfysik om interaktion mellan objekt kan verka konstiga när det gäller ljus som uppträder som en våg,” förklarar Roman Khakimov, en australisk forskare från National University som deltog i studien.
Men han säger att experiment med atomer som har massa och interagerar med elektriska fält gör bilden ännu mer otrolig.
Enkelt uttryckt, om du accepterar det faktum att atomen tog en viss väg vid första vägkorsningen, bevisar experimentet att framtida mätningar kan påverka atomens förflutna, förklarar studieledaren Andy Truscott.
"Atomen rörde sig inte mellan de villkorade punkterna A och B," förklarar han. "Först efter mätningar vid den slutliga observationspunkten blev det klart om atomen uppförde sig som en våg, delade i två riktningar, eller som en partikel och valde en."
Vad betyder det?
Trots att allt detta låter galen för den oinitierade personen, säger författarna till studien att experimentet är en bekräftelse av kvantteorin. Åtminstone i minsta skala.
Denna teori har redan gjort det möjligt att skapa ett antal ganska fungerande tekniker inom området lasrar och datorprocessorer, men hittills har det inte funnits några sådana slående experiment som bekräftar det.
Truscott och Khakimov fann i huvudsak bekräftelse på att verkligheten inte existerar förrän vi observerar den.
Detta är en av de grundläggande teserna i kvanteteorin. Det är hans osannolikhet ur lekmannens synvinkel, för vilken regnet inte slutar att falla, även om du stänger ögonen för att inte se det, som gör kvantteorin "skild från verkligheten".
Hittills har inga bevis hittats för att denna princip fungerar i verkligheten. Wheelers tankeexperiment, såväl som det praktiska experimentet med Truscott, som bekräftar det, hör hittills bara till kvantnivån.
Samtidigt tror ett antal filosofer att även om det inte är tillämpligt på makronivå, kan kvantteori vara användbart för lekmannen, eftersom den (om den är grovt formulerad) säger att världen är exakt som vi ser den.
