Forskare vid University of Queensland i Australien har visat att när det gäller kvantmekanik kan två olika händelser föregå varandra samtidigt. Nedbrytningen av kausalförhållandet demonstrerades med hjälp av polariseringen av fotoner i en interferometer. Detta rapporteras av Science.
Under studien skickade fysiker fotoner genom en interferometer - en anordning med vilken en stråle av elektromagnetisk strålning är uppdelad i flera strålar som färdas genom olika optiska banor (A och B). Så småningom återförenas de två balkarna och överlappar varandra, vilket resulterar i störningar. Installationen var sammansatt på ett sådant sätt att foton, med vertikal polarisering, väljer den vänstra vägen, sedan återvänder och träffar höger sida av interferometern. Med horisontell polarisation går partikeln först längs rätt väg och sedan längs vänster.
Men med diagonalpolarisering "delas" kvantvåg som beskriver positionen för foton och rör sig längs båda vägarna samtidigt. Vertikala och horisontella polariserade komponenter går först längs sin egen väg, kommer tillbaka och går till intilliggande väg. Således passerar båda komponenterna längs varje väg samtidigt, det vill säga foton verkar gå längs båda vägarna samtidigt. I slutet av varje väg delas foton igen, med en komponent som kommer tillbaka och den andra lämnar installationen.
Experimentlayout / bild: Arxiv.org
I det här fallet är det mycket svårt att bestämma vilken händelse som föregår en annan: antingen återföringen av de polariserade komponenterna till början av banorna skapar utseendet för passage av en foton längs A och B samtidigt (foton passerar först längs en väg och sedan längs den andra), eller splittringen av en "förgrenad" foton i i slutet av var och en av banorna orsakar en engångsåtergång av komponenterna till början av varje väg (och sedan färdas foton faktiskt längs båda vägarna samtidigt).
För att lösa detta problem genomförde forskare en serie experiment som varje gång satte in ytterligare linser i installationen som ändrar ljusstrålens rumsliga fördelning. Detta gör att du kan ändra polariseringen av foton i det ögonblick då kvantvågorna åter läggs på varandra. Om varje foton i strålen först passerade en väg, och sedan en annan, måste fotonens slutliga polarisering motsvara ett visst värde. Forskare har dock funnit att det är omöjligt att experimentellt avgöra vilken händelse som faktiskt orsakar den andra. Med andra ord, båda processerna är orsak och verkan av varandra.
