هل يمكن وجود نسختين من الواقع في نفس الوقت؟ يقول الفيزيائيون إنهم يستطيعون - على المستوى الكمي ، أي.
أجرى الباحثون مؤخرًا تجارب للإجابة عن سؤال في الفيزياء النظرية منذ عقود حول مبارزة الحقائق. اقترحت تجربة التفكير الصعبة هذه أن شخصين يلاحظان الفوتون نفسه يمكن أن يتوصلان إلى استنتاجات مختلفة حول حالة الفوتون هذه - ومع ذلك ستكون كلتا ملاحظتهما صحيحة.
لأول مرة ، قام العلماء بتكرار الحالات الموصوفة في تجربة التفكير. وأكدت نتائجهم ، التي نشرت في 13 فبراير في مجلة arXiv ما قبل الطباعة ، أنه حتى عندما وصف المراقبون حالات مختلفة في نفس الفوتون ، يمكن أن يكون الواقعان المتضاربان صحيحين.
قال مارتن رينجبور ، الباحث المشارك في الدراسة بقسم الفيزياء التجريبية بجامعة إنسبروك في النمسا ، لـ Live Science: "يمكنك التحقق من كليهما".
صديق Wigner
كانت هذه الفكرة المحيرة من بنات أفكار يوجين فيجنر ، الفائز بجائزة نوبل للفيزياء في عام 1963. في عام 1961 ، قدم Wigner تجربة فكرية أصبحت تعرف باسم "صديق Wigner". يبدأ بفوتون - جزء من الضوء. عندما يقيس مراقب في مختبر معزول الفوتون ، يجدون أن استقطاب الجسيم - المحور الذي يدور عليه - إما رأسيًا أو أفقيًا.
ومع ذلك ، قبل قياس الفوتون ، يعرض الفوتون الاستقطابين في وقت واحد ، كما تمليه قوانين ميكانيكا الكم ؛ كانت موجودة في "تراكب" من حالتين ممكنتين.
بمجرد أن يقيس الشخص في المختبر الفوتون ، يفترض الجسيم استقطابًا ثابتًا. ولكن بالنسبة لشخص خارج هذا المختبر المغلق الذي لا يعرف نتيجة القياسات ، لا يزال الفوتون غير المقاس في حالة تراكب.
وبالتالي فإن ملاحظة ذلك الشخص الخارجي - واقعه - تختلف عن واقع الشخص في المختبر الذي قام بقياس الفوتون. ومع ذلك ، لا يعتقد أن أيا من هذه الملاحظات المتضاربة كان خطأ ، وفقا لميكانيكا الكم.
الدول غيرت
لعقود ، كان اقتراح Wigner المثير للعقل مجرد تجربة فكرية مثيرة للاهتمام. ولكن في السنوات الأخيرة ، أتاح التقدم الهام في الفيزياء للخبراء أخيرًا وضع اقتراح Wigner على المحك ، على حد قول Ringbauer.
وأوضح: "كانت هناك حاجة إلى تطورات نظرية لصياغة المشكلة بطريقة قابلة للاختبار. وبعد ذلك ، احتاج الجانب التجريبي إلى تطورات في التحكم في الأنظمة الكمومية لتنفيذ شيء من هذا القبيل".
اختبر Ringbauer وزملاؤه فكرة Wigner الأصلية بتجربة أكثر صرامة مما ضاعف السيناريو. لقد قاموا بتعيين "مختبرين" حيث ستجري التجارب وأدخلوا زوجين من الفوتونات المتشابكة ، مما يعني أن مصائرهم مرتبطة ببعضها البعض ، لذا فإن معرفة حالة أحدهما يخبرك تلقائيًا بحالة الآخر. (كانت الفوتونات في الإعداد حقيقية. لم يكن أربعة "أشخاص" في السيناريو - "أليس" و "بوب" و "صديق" لكل منهم - حقيقيين ، بل كانوا يمثلون مراقبين للتجربة).
صديقان أليس وبوب ، اللذين كانا موجودين داخل "كل" من المعامل ، قام كل منهما بقياس فوتون واحد في زوج متشابك. هذا كسر التشابك وانهار التراكب ، مما يعني أن الفوتون الذي قاموا بقياسه كان موجودًا في حالة استقطاب محددة. سجلوا النتائج في الذاكرة الكمومية - نسخوا في استقطاب الفوتون الثاني.
ثم عرضت على أليس وبوب ، اللتين كانتا "خارج" المختبرات المغلقة ، خيارين لإجراء ملاحظاتهما الخاصة. يمكنهم قياس نتائج أصدقائهم التي تم تخزينها في الذاكرة الكمية ، وبالتالي الوصول إلى نفس الاستنتاجات حول الفوتونات المستقطبة.
لكن يمكنهم أيضًا إجراء تجربتهم الخاصة بين الفوتونات المتشابكة. في هذه التجربة ، والمعروفة باسم تجربة التداخل ، إذا كانت الفوتونات تعمل كموجات وما زالت موجودة في تراكب الحالات ، فإن أليس وبوب سيرىان نمطًا مميزًا من هامش الضوء والظلام ، حيث تضيف قمم ووديان موجات الضوء يصل أو إلغاء بعضها البعض. إذا كانت الجسيمات قد "اختارت" حالتها ، فسترى نمطًا مختلفًا عما لو لم تفعل. كان فيجنر قد اقترح سابقًا أن هذا سيكشف أن الفوتونات لا تزال في حالة متشابكة.
وجد مؤلفو الدراسة الجديدة أنه حتى في سيناريو مضاعفتهم ، فإن النتائج التي وصفها Wigner عقدت. يمكن أن تتوصل أليس وبوب إلى استنتاجات حول الفوتونات التي كانت صحيحة وقابلة للإثبات والتي لا تزال تختلف عن ملاحظات أصدقائهم - والتي كانت أيضًا صحيحة ويمكن إثباتها ، وفقًا للدراسة.
تصف ميكانيكا الكم كيف يعمل العالم على نطاق صغير لدرجة أن القواعد الفيزيائية الطبيعية لم تعد تنطبق ؛ قال Ringbauer على مدى عقود عديدة ، قدم الخبراء الذين يدرسون المجال تفسيرات عديدة لما يعنيه ذلك.
ومع ذلك ، إذا لم تكن القياسات نفسها مطلقة - كما تشير هذه النتائج الجديدة - التي تتحدى المعنى ذاته لميكانيكا الكم.
وقال رينجباور "يبدو أنه على عكس الفيزياء الكلاسيكية ، لا يمكن اعتبار نتائج القياس حقيقة مطلقة ولكن يجب فهمها بالنسبة للمراقب الذي أجرى القياس".
وقال "القصص التي نرويها عن ميكانيكا الكم يجب أن تتكيف مع ذلك".
