Paradoksi i shokut të Wigner: a ka një realitet objektiv?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Çfarë është realiteti? Dhe kush mund t'i përgjigjet kësaj pyetjeje? Vitin e kaluar, shkencëtarët në Universitetin Heriot-Watt në Skoci testuan një eksperiment interesant që sugjeron se realiteti objektiv mund të mos ekzistojë.

Përkundër faktit se dikur kjo ide ishte vetëm një teori, tani studiuesit ishin në gjendje ta transferonin atë në muret e laboratorit universitar dhe për këtë arsye ta testonin. Meqenëse në botën kuantike matjet nga pozicione të ndryshme japin rezultate të ndryshme, por në të njëjtën kohë janë po aq të sakta, eksperimenti i kryer tregoi se në botën e fizikës kuantike, dy njerëz mund të vëzhgojnë të njëjtën ngjarje dhe rezultate të ndryshme; megjithatë, asnjë nga këto dy ngjarje nuk mund të perceptohet si e gabuar.

Me fjalë të tjera, nëse dy njerëz shohin dy realitete të ndryshme, atëherë ata nuk mund të bien dakord se cili është i saktë. Ky paradoks njihet si “paradoksi i mikut të Wigner” dhe tani shkencëtarët e kanë vërtetuar në mënyrë eksperimentale.

Mekanika kuantike është një degë e fizikës teorike që përshkruan vetitë themelore dhe sjelljen e atomeve, joneve, molekulave, elektroneve, fotoneve, materies së kondensuar dhe grimcave të tjera elementare.

Paradoksi i shokut të Wigner-it

Në vitin 1961, laureati i çmimit Nobel në fizikë, Eugene Wigner, vuri në dyshim seriozisht se çfarë është realiteti objektiv. Shkencëtari propozoi një nga eksperimentet më të çuditshme në mekanikën kuantike, i cili përfshinte idenë se dy njerëz mund të vëzhgonin dy realitete të ndryshme dhe asnjëri prej tyre nuk do të ishte teknikisht i gabuar. Por si?

Në një eksperiment mendimi të quajtur paradoksi i shokut të Wigner-it, dy shkencëtarë në një laborator studiojnë një foton, njësinë sasiore më të vogël të dritës. Vlen të përmendet se ky foton i polarizuar, kur matet, mund të ketë ose polarizim horizontal ose polarizim vertikal. Por para matjes, sipas ligjeve të mekanikës kuantike, një foton ekziston në të dy gjendjet e polarizimit njëkohësisht - në të ashtuquajturën mbivendosje.

Pra, Wigner imagjinoi se si shoku i tij në një laborator tjetër mat gjendjen e këtij fotoni dhe kujton rezultatin, ndërsa vetë Wigner vëzhgon nga larg. Në të njëjtën kohë, Wigner nuk ka asnjë informacion për matjen e mikut të tij, dhe për këtë arsye ai detyrohet të supozojë se fotoni dhe matja e tij janë në një mbivendosje të të gjitha rezultateve të mundshme eksperimentale.

Por kjo është në kontrast të plotë me këndvështrimin e mikut të Wigner, i cili në fakt mati polarizimin e fotonit dhe e regjistroi atë! Miku madje mund të telefonojë Wigner dhe t'i thotë se matja është bërë (me kusht që rezultati të mos zbulohet). Kështu, ne kemi dy realitete, që kundërshtojnë njëri-tjetrin, gjë që vë në dyshim statusin objektiv të fakteve të vërtetuara nga dy vëzhgues.

Vlen të përmendet se deri në vitin 2019 - derisa shkencëtarët suedezë bënë të njëjtin eksperiment në laborator - paradoksi i mikut të Wigner ishte thjesht një eksperiment mendimi. Ashtu si eksperimenti me famë botërore i propozuar nga fizikani teorik austriak Edwin Schrödinger.

Macja e Schrödinger-it është një eksperiment mendimi që përshkruan absurditetin e mekanikës kuantike. Imagjinoni që keni një mace dhe një kuti. Në kuti vendosni një mace, një substancë radioaktive dhe një mekanizëm të veçantë që hap një balonë me helm. Në rast të kalbjes së një atomi radioaktiv në një kuti të mbyllur - dhe kjo mund të ndodhë në çdo moment - mekanizmi do të hapë enën me helmin dhe macja do të vdesë. Por ju mund të zbuloni vetëm nëse një atom radioaktiv është kalbur apo jo, ju mund të shikoni vetëm në kuti. Deri në këtë pikë, sipas parimeve të fizikës kuantike, macja është edhe e gjallë edhe e vdekur, domethënë është në mbivendosje.

A nuk ka realitet objektiv?

Studiuesit përdorën gjashtë fotone të ngatërruar për të krijuar dy realitete alternative në laborator. Një realitet përfaqësonte realitetin e Wigner-it, tjetri realitetin e mikut të tij. Miku i Wigner mati polarizimin e fotonit dhe ruajti rezultatin, pas së cilës vetë Wigner kreu një matje të ndërhyrjes për të përcaktuar nëse matja dhe fotoni ishin në mbivendosje.

Rezultatet e marra nga ekipi i shkencëtarëve ishin të përziera. Doli se të dy realitetet mund të bashkëjetojnë, edhe nëse ato çojnë në rezultate të papajtueshme - ashtu siç parashikoi Eugene Wigner. Por a mund të pajtohen?

Ideja që vëzhguesit mund të pajtojnë përfundimisht matjet e tyre të disa realiteteve themelore bazohet në disa supozime.

Së pari, faktet universale ekzistojnë dhe vëzhguesit mund të bien dakord mbi to.

Së dyti, zgjedhja që bën një vëzhgues nuk ndikon në zgjedhjen që bëjnë vëzhguesit e tjerë - këtë supozim fizika e quan lokalitet. Pra, nëse ekziston një realitet objektiv me të cilin të gjithë mund të pajtohen, atëherë të gjitha këto supozime janë të vërteta.

Por rezultatet e punës së shkencëtarëve nga Universiteti Heriot-Watt, të publikuara në revistën Science Advances, tregojnë se realiteti objektiv nuk ekziston. Me fjalë të tjera, eksperimenti sugjeron që një ose më shumë supozime - ideja se ekziston një realitet me të cilin mund të pajtohemi, ideja se kemi zgjedhje të lirë, ose ideja e lokalitetit - duhet të jetë e gabuar.

"Metoda shkencore mbështetet në fakte të pranuara botërisht të vendosura nga matje të përsëritura, pavarësisht se kush i bëri vëzhgimet," shkruajnë studiuesit në punën e tyre.

Nuk e di për ju, por koka ime po rrotullohet, sepse rezultatet e marra japin prova reale që, kur bëhet fjalë për fushën e fizikës kuantike, nuk ekziston një gjë e tillë si realitet objektiv.