Ako stvarnost na kvantnoj razini ovisi o složenim, nepredvidivim interakcijama, to dovodi u pitanje sve što znamo o postojanju.
Već desetljećima kvantna mehanika pomiče granice našeg razumijevanja, donoseći pitanja koja dotiču samu srž stvarnosti. Je li sve što percipiramo samo igra valova i vjerojatnosti? Može li nevjerojatna povezanost između čestica dosegnuti dovoljno daleko da omogući globalnu kvantnu komunikaciju?
Ova pitanja postaju još dublja kada razmatramo samu prirodu postojanja. Kvantne čestice imaju jedno neobično svojstvo – nemaju definirana stanja sve dok ih ne promatramo. Taj fenomen, poznat kao “učinak promatranja (na engleskom Observer effect) ,” otkriva kako kvantna čestica ostaje u neodređenom stanju dok nije promatrana. Ako je ovo svojstvo istinito za čestice, možemo li zaključiti da i cijela stvarnost ima sličnu ovisnost o promatraču?
S ovim pojmovima dolazi i koncept lokalnosti. Lokalnost znači da su objekti pod utjecajem samo svoje neposredne okoline. Međutim, što ako djeluju sile i izvan neposredne blizine? Takav bi scenarij mogao promijeniti osnovne principe poput uzročnosti i čak slobodne volje. Einstein je ovu pojavu nazvao “sablasno djelovanje na daljinu,” opisujući kako dvije čestice, iako udaljene, mogu trenutačno utjecati jedna na drugu. Gravitacija nije “sablasno djelovanje na daljinu,” već djeluje kroz mrežu polja sile koja prožima cijeli svemir
Hardyjev paradoks: Je li stvarnost privid?
Jedan od najintrigantnijih koncepata kvantne mehanike je takozvani Hardyjev paradoks. Fizičar Lucien Hardy s Instituta Perimeter predložio je ovaj paradoks, koji postavlja neugodna pitanja o prirodi samog postojanja. Kineski znanstvenici sada su razvili eksperiment iznimne preciznosti za proučavanje Hardyjevog paradoksa, uklanjajući sve potencijalne rupe koje su možda utjecale na ranije rezultate. Njihovi rezultati, objavljeni u časopisu Physical Review Letters, mogli bi promijeniti naše poimanje stvarnosti.
Hardyjeva istraživanja započela su 1990-ih kada je zamislio scenarij u kojem čestice susreću svoje antimaterijske parove. Obično, kada se čestica susretne s antiparom, one se unište u djeliću sekunde. Međutim, Hardyjev paradoks predviđa mogućnost da ove dviju suprotnosti koegzistiraju – makar i na trenutak – bez međusobnog uništenja. Ova ideja suprotstavlja se klasičnoj fizici jer bi samo promatranje takve interakcije moglo utjecati na ishod eksperimenta i unijeti nekontrolirane varijable.
Novi eksperiment testira paradoks s visokom točnošću
Kako bi istražili Hardyjev paradoks bez vanjskih utjecaja, znanstvenici sa Sveučilišta za znanost i tehnologiju u Hefei razvili su izuzetno precizan eksperimentalni sustav. Koristeći lasere, zrcala, kristale i generator slučajnih brojeva, uspjeli su razdvojiti fotone i eliminirati mogućnost lokalnih skrivenih varijabli. Generiranjem brzih, nasumičnih brojeva osigurali su da rezultati ne budu pod utjecajem lokalnih čimbenika. Tijekom šest sati promatranja prikupili su podatke koji, čak i u neizvjesnom svijetu kvantne mehanike, pokazuju vrlo jasan zaključak.
Rezultati su bili izvanredni. Koristeći statističku metodu nazvanu “test hipoteze ništavosti,” istraživači su izračunali p-vrijednost toliko nisku — manju od 10^-16348 — da praktično isključuje mogućnost da su rezultati u skladu s teorijom takozvanog “lokalnog realizma.” Lokalni realizam pretpostavlja da objekti imaju definirana svojstva neovisno o promatranju, no ovi rezultati podržavaju sve jači znanstveni konsenzus da to nije dovoljno za objašnjenje kvantnih fenomena. Nobelova nagrada za fiziku iz 2022. godine, koja je dodijeljena trojici znanstvenika za rad na isprepletenim fotonima, već je najavila ovaj pomak od klasičnih shvaćanja stvarnosti.
Što ovo znači za kvantnu tehnologiju i naše razumijevanje stvarnosti?
Ovi rezultati otvaraju nove mogućnosti za razumijevanje kvantnih pojava i njihovu primjenu. Iako Hardyjev paradoks može djelovati apstraktno, njegovo istraživanje ima konkretan potencijal za buduće tehnologije, kao što su kvantno računalstvo i sigurni komunikacijski sustavi. Uspjeh ovog eksperimenta ne samo da unapređuje naše razumijevanje kvantne mehanike već nas i približava razvoju tehnologija koje koriste kvantne fenomene u stvarnom svijetu.
Što ovo znači za nas? Ako stvarnost na kvantnoj razini ovisi o složenim, nepredvidivim interakcijama, to dovodi u pitanje sve što znamo o postojanju. U ovom čudnom, probabilističkom svemiru naše poimanje stvarnosti moglo bi biti krhkije nego što smo ikad zamišljali.
