Annons
Lysande ettor och nollor
Bild: 
Istockphoto/Matej Moderc

100 000 frivilliga i kvantförsök

Kvantmekanikens underligheter har testats noggrant i ännu ett experiment. Runt 100 000 deltagare från hela världen deltog i försöket, som kallas för det stora Belltestet.

Författare: 

Publicerad:

2018-05-14

Bakgrunden till försöket är att två partiklar enligt kvantmekanikens spelregler kan ha egenskaper som påverkar varandra oavsett hur långt ifrån varandra de befinner sig. En mätning på den ena partikeln avgör utfallet av mätningen på den andra, fastän det inte finns någon kommunikation mellan dem. Det kallas för att deras tillstånd är kvantmekaniskt sammanflätade.

Albert Einstein avfärdade denna “spöklika avståndsverkan”, och menade att fysiken i grunden måste ha något som kallas "lokal realism". Lokal för att ljusets hastighet begränsar vilka händelser som kan påverka varandra, och realism på så vis att värdet av en egenskap inte kan avgöras av en mätning utan måste existera oberoende av om den har mätts eller inte. I stället för kvantmekanikens underligheter finns kanske dolda variabler som ligger bakom utfallen, resonerade Albert Einstein och några av hans kollegor.

Fysikern John Bell visade att en teori med lokal realism och dolda variabler inte kan ge exakt samma resultat som kvantmekaniken. Med rätt sorts experiment kan frågan avgöras! Men i verkligheten är det inte så lätt att definitivt avgöra vilket fall som stämmer, även om teorin är elegant.

Många tidigare experiment har dragits med problem, till exempel att man inte har lyckats mäta på alla de par av sammanflätade partiklar som produceras. Det blir ett kryphål – kanske de partiklar som blev mätta var en delmängd som råkade uppfylla Bells testvillkor, men att resultatet skulle ha blivit annorlunda om alla partiklar hade mätts.

Hösten 2015 lyckades tre olika forskargrupper göra kryphålsfria tester som alla tydligt landade på kvantmekanikens sida i den här frågan. Bland dem finns Jan-Åke Larsson vid Linköpings universitet. De flesta fysiker tyckte därmed att frågan var avgjord. Men det finns alltid fler frågor att ställa, påpekar Jan-Åke Larsson, och det är det som är motiveringen bakom det stora Belltestet.

En av åtgärderna för att motverka möjliga fel är att använda slumptal för att styra inställningarna av mätningen. På så vis ska den som mäter på den ena partikeln ska vara helt ovetande om vilken sorts mätning som görs på andra sidan. Men det går alltid att dra frågorna ett steg längre, säger Jan-Åke Larsson:

– Det kanske kan finnas gömda variabler även i slumptalsgeneratorn?

Han beskriver det filosofiska problemet i att avgöra hur en teori med dolda variabler skulle fungera. När har variablerna egentligen bestämts? Om allting är avgjort i varje detalj ända sedan big bang, då blir experimentets två sidor inte oberoende och då finns det inget sätt att göra experimenten som kan avgöra hur det faktiskt är. Men att tänka så extremt deterministiskt leder ingen vart. I stället försöker forskarna göra försöken på flera olika sätt, så att invändningarna kan täppas till från olika håll.

Det är här de frivilliga deltagarnas slumptal kommer in. De fick spela ett webbaserat spel där de fick skapa en följd av ettor och nollor. Forskare vid tolv olika institutioner använde siffrorna som slumptal för att styra inställningarna sina försök. På så vis ville man försäkra sig om att utfallet inte skulle snedvridas, utan verkligen visa de bakomliggande kvanteffekterna. Idén bygger på att människors viljor och infall är oberoende av varandra, och att de därför kan skapa en annan sorts slumpmässighet än vanliga slumptalsgeneratorer.

Kvantfysiken har alltså stått pall för ännu ett test.

– Resultatet blev det vi väntade oss. Det är ett viktigt resultat därför att det är ett nytt sätt att testa lokal realism. Och vi fick oväntat många människor från hela världen som deltog och ville lära sig om det här försöket, säger Jan-Åke Larsson.

Du har just läst en artikel från tidskriften Forskning & Framsteg. Prenumerera här.

Kommentera:

Dela artikeln:

TIDNINGEN FÖR DIG SOM ÄR NYFIKEN PÅ ALLVAR
10 nummer 779 kr
2 nummer 99 kr
Du vet väl att du kan läsa Forskning & Framsteg i din läsplatta? Ladda ned appen från App Store eller Google Play. (Läsplatteutgåvan ingår i alla prenumerationer.)

Lägg till kommentar