Kan partiklar existera vid flera tidpunkter?
Det är spännande att läsa om fysikforskning, även om mycket ter sig obegripligt – som att en partikel kan existera på två platser samtidigt. Men eftersom rum och tid egentligen är en sammanlänkad rumtid undrar jag: Kan man inte se fenomenet från ”andra hållet”– att partikeln uppträder märkligt i tiden i stället för i rummet? Den kanske existerar vid flera tidpunkter samtidigt? Går det att tänka så? Är det något som fysiker diskuterar och får resonemanget i så fall några intressanta konsekvenser?
/H. Jacobsson
Svar: Påståendet att en partikel kan ”existera på två platser samtidigt” är något man ofta stöter på i populära framställningar av kvantmekaniken. Det är inte helt fel, men kräver ett förtydligande. I kvantmekaniken beskrivs en partikel av vad man kallar en vågfunktion. Denna talar om vad sannolikheten är för att finna partikeln i ett visst läge när man gör en mätning. På så sätt kan man säga att innan man gör mätningen fanns partikeln på ”flera platser samtidigt”, men det är viktigt att komma ihåg att när man verkligen gör en mätning, så hittar man partikeln på bara ett ställe.
Sambandet mellan tid och rum är något som går tillbaka till Einsteins speciella relativitetsteori som, jämte kvantmekaniken, var det andra stora genombrottet i fysiken på 1900-talet. Teorin som beskriver elementarpartiklarna, den så kallade standardmodellen, förenar kvantmekanik och relativitetsteori i något som kallas relativistisk kvantfältteori. Min beskrivning ovan om vad som menas med att en partikel kan ”existera på två platser samtidigt” gäller också i kvantfältteorier. Det finns emellertid ett sätt att betrakta dessa teorier där partiklarna, som frågeställaren uttrycker det, ”uppträder märkligt i tiden”. Speciellt för kvantfältteorierna är att mot varje partikel svarar en antipartikel, och när man beskriver dessa antipartiklar matematiskt så ser ekvationerna ut som om de beskriver vanliga partiklar som går bakåt i tiden. Detta fantasieggande perspektiv har gett upphov till en hel del spekulation, och säkert också förvirring, men har, såvitt jag vet, inte lett till några nya djupa insikter. Det enklaste är att helt enkelt tänka på antipartiklar som en ny typ av partiklar som rör sig framåt i tiden.
/Thors Hans Hansson, professor i teoretisk fysik, Stockholms universitet
Har du en fråga till redaktionen? Mejla fraga@fof.se så tar Anders Nilsson, vetenskapsjournalist och redaktör för avdelningen Frågor + Svar, emot den.
