Mint arról mi is írtunk, idén a kvantumfizika úttörői nyerték el a fizikai Nobel-díjat, azonban a szokásos bejelentés mögött egy igen jelentős döntés áll, ami egyrészt végre nem filozófiai problémaként kezeli a valóság kérdését, másrészt olyan együttes munkát jutalmazott, amely lényegében azt bizonyítja, hogy az univerzum nem valóságos, főleg nem abban a köznapi értelemben, ahogy a valóságot elképzeljük.

A kvantumfizika úttörői kapták az idei fizikai Nobel-díjat Alain Aspect, John F. Clauser és Anton Zeilinger a fotonösszefonódásokkal kapcsolatos kísérleteikért, a Bell-egyenlőtlenség sérülésének bizonyításáért valamint a kvantuminformatika fejlődését elősegítő úttörő munkájukért kapták meg a tudományos vilag legrangosabb díját a Svéd Királyi Tudományos Akadémiától.

Mint azt a Scientific American cikke írja, az elmúlt ötven év egyik legnyugtalanítóbb felfedezése az, hogy az univerzum „lokálisan” nem valóságos. A valóságost itt úgy kell érteni, hogy a tárgyak rendelkeznek olyan meghatározó tulajdonságokkal, amelyek a megfigyeléstől függetlenek – vagyis egy piros alma akkor is piros, ha épp senki nem néz rá. A „lokális” pedig arra vonatkozik, hogy a tárgyakat csak a környezetük befolyásolhatja, és semmilyen érkező behatás sebessége nem haladhatja meg a fénysebességet. Ezekkel a feltételezésekkel annyi volt a baj, hogy kiderült, egyszerre nem lehetnek igazak – vagyis: a tárgyakra nem csak a környezetük hat a bizonyítékok alapján, illetve rendelkezhetnek olyan meghatározó tulajdonsággal, amely a megfigyelés előtt nem létezik. Magyarán egy piros alma csak akkor lesz piros, ha valaki ránéz, vagy Einstein ismert kérdésével szólva, amivel a barátját ugratta:

„Tényleg azt hiszed, hogy nincs ott a Hold, amikor épp nem nézed?”

Ezt az eredményt most három fizikusnak tulajdonították immár hivatalosan is az idén odaítélt díjjal: John Clauser, Alain Aspect és Anton Zeilinger a három férfi, akik megváltoztatták azt, ahogy a valóságra gondolunk. Mindez erősen filozófiai kérdésnek hangzik, és sokáig annak is kezelték, így tehát nem véletlen, hogy hosszú út áll a hasonló kísérletek és kutatások mögött, amíg a tudomány perifériájáról eljutottak a mai meghatározó szerephez. Így aztán szinte minden kutató és tudós egyetért abban, hogy rég megérdemelt helyekre került az idei díj. Mint David Kaiser, a Massachusetts Institute of Technology fizikusa és történésze fogalmazott a díj odaítélésével kapcsolatban:

„Minden évben arra gondoltam: Ó, talán ez lesz az év. Idén pedig tényleg így volt. Nagyon érzelmes volt – és nagyon izgalmas.”

Ma már talán nehéz elképzelni, de körülbelül 1940-től egészen 1990-ig a témát jó esetben filozófiaként, legrosszabb esetben pedig amolyan áltudományként kezelték. Sok tudományos folyóirat megtagadta a kvantum alapjaival kapcsolatos tanulmányok publikálását, és szinte lehetetlen volt ilyen kutatásokat folytatni. Sandu Popescu, a Bristoli Egyetem kvantumfizikusa például megemlítette, hogy óva intették attól 1985-ben, hogy a PhD kutatását ebben a témában végezze, mivel azt mondták neki, hogy:

„Öt évig szórakozhatsz ezzel, aztán munkanélküli leszel.”

Napjainkra azonban a kvantuminformáció-tudomány a fizika egyik legélénkebb és legfontosabb részterülete lett.

Mindez nagyon érdekes, de pontosan miről szól ez az egész, amit a hétköznapi tapasztalataink alapján olyan nehéz felfogni? Ebben siet a segítségünkre az alábbi, három perces videó, ami egy egyszerű hasonlattal bemutatja a lényeget:

@average_joe_mcc Replying to @j_matt6 hopefully this helps #stemtok #learnontiktok #sciencetok #scienceismagic #math ♬ original sound - Average Joe

Tehát először is feltételezzük, hogy létezik egy egypetéjű ikerpár, akik között egy misztikus (a valóságban egyébként nem bizonyított, de most a példa kedvéért létező) kapcsolat működik – ez az ikertelepátia! Az ikertelepátia révén azonnal képesek egymással kommunikálni, és egyből tudják, hogy mit gondol a másik. A testvérpár mindkét tagjának lehet egy kedvenc színe, ami vagy a kék vagy a piros. A tesók nem szeretnének teljesen azonosak lenni, így ha az egyikük kedvenc színe épp a piros, akkor a másiké a kék vagy fordítva. Az ikrek egymástól nagyon messze élnek: az egyikük az USA-ban, a másikuk Horvátországban.

Egyszer az amerikai testvér úgy határoz, hogy a piros a kedvenc színe. Azt gondolhatnánk (és ezt feltételezte amúgy Einstein is), hogy ez az információ bizonyos idő alatt jut el a másik, horvátországi testvérhez. A helyzet azonban nem ez: hála tehát ennek a misztikus „ikertelepátiának”, a horvátországi testvér azonnal tudja, hogy most a kék a kedvenc színe. Na de ez miként lehetséges, ha semmi, így ez az információ sem utazhatna a fénynél gyorsabban? Ez tehát a felfedezés egyik fele, amiből megtudtuk, hogy az univerzum nem lokális – magyarán a dolgokra nem csak a közvetlen környezetük hathat, és létezik hatás, ami gyorsabb a fénynél.

Erre természetesen lehet az a megoldás, hogy szó sincs titokzatos kapcsolatról, egyszerűen csak a testvérek korábban megegyeztek arról, hogy kinek mi a kedvenc színe. Itt jön a képbe a felfedezés második fele, tehát, hogy az univerzum nem valóságos (vagyis a tárgyak bizonyos meghatározó tulajdonságai nem függetlenek a megfigyeléstől – ezzel tréfálkozott tehát fentebb Einstein a fenti idézetben). Ami ugyanis kiderült, hogy az ikreknek valójában nincs kedvenc színe, csak akkor, amikor választásra kényszerülnek – vagyis ha vásárolnak egy sapkát, vagy festéket a falhoz, akkor meghoznak egy döntést: kék vagy piros – és abban a pillanatban a másik iker a másik színt választja.

Hozzá kell tenni természetesen, hogy mindez csak a kvantumtartományban igaz – ott viszont igaz. Az ikrek ennek megfelelően kvantumrészecskék (például elektronok), a titokzatos ikertelepátia a kvantum-összefonódás, a kedvenc szín (kék vagy piros) pedig a részecske forgásiránya (le vagy felfelé).

Kép: Pixabay/Archange1Michael