L'esperimento quantistico degli scienziati della National University of Australia conferma la ben nota teoria secondo cui la realtà non esiste finché non viene misurata da un osservatore esterno.
Almeno questo è vero per oggetti su scala molto piccola.
I risultati dell'esperimento sono stati pubblicati sull'autorevole pubblicazione Nature Physics.
I ricercatori hanno cercato di replicare un famoso esperimento che è alla base della bizzarra previsione della fisica quantistica sulla natura della realtà. Secondo questa previsione, non c'è realtà finché non la misuriamo, almeno su scala molto piccola.
Per un uomo comune della strada, questa tesi evoca un sentimento di "delirio persistente", e anche con la teoria della relatività generale di Einstein, molti dei fondamenti della teoria quantistica non sono stati ancora riconciliati.
Tuttavia, ciò non impedisce ai fisici di sperimentare attivamente in quest'area, e i computer quantistici funzionanti non hanno sorpreso da tempo nessuno.
La realtà non esiste
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I ricercatori si sono posti una semplice domanda a prima vista. Se parliamo di un oggetto che può comportarsi sia come particella che come onda, allora in quale momento l'oggetto “decide” come comportarsi?
Secondo la logica generale, un oggetto dovrebbe essere una particella o un'onda nella sua origine, e quindi non importa chi effettua misurazioni o osservazioni dell'oggetto, poiché la sua natura non cambierà da questo.
L'esperimento dimostra che le osservazioni dell'atomo in futuro influenzano il suo comportamento in passato
Ma secondo la teoria quantistica, questo non è il caso.
La teoria quantistica suggerisce che il risultato dipende da come l'oggetto è stato misurato alla fine del suo percorso.
E un gruppo di fisici australiani nel corso del loro esperimento ha trovato prove che tutto accade in questo modo.
“La nostra ricerca dimostra che la misurazione è tutto. A livello quantistico, la realtà non esiste se non puoi vederla , conclude il leader dello studio Andrew Truscott, fisico presso l'Australian National University di Canberra.
Per la prima volta un simile esperimento fu proposto dal fisico teorico americano John Wheeler nel 1978. Ora è noto nella scienza come esperimento di scelta ritardata di Wheeler.
Wheeler suggerì di utilizzare i raggi di luce riflessi dagli specchi, ma a quel tempo la tecnologia non consentiva di eseguire integralmente un simile esperimento. Quasi 40 anni dopo, un gruppo di ricercatori australiani è stato in grado di implementare l'idea dell'esperimento Wheeler utilizzando atomi di elio che interagiscono con i raggi laser.
I ricercatori hanno intrappolato gli atomi di elio in uno stato di "condensato di Bose-Einstein" che consente di osservare gli effetti quantistici a livello macroscopico, quindi hanno rimosso tutti gli atomi tranne uno.
Questo singolo atomo è stato quindi fatto passare tra due raggi laser, che hanno agito nello stesso ruolo in cui la maglia fine agisce per i fasci di luce. Quelli. nel ruolo di un reticolo irregolare.
Quindi una seconda di tali "maglie" è stata aggiunta lungo il percorso dell'atomo.
Ciò ha portato a una distorsione del percorso dell'atomo, è andato su entrambi i percorsi possibili come farebbe un'onda. In altre parole, l'atomo ha preso due percorsi diversi.
Ma nell'esperimento ripetuto, quando la seconda "griglia" non è stata aggiunta, l'atomo ha scelto un solo percorso possibile.
Secondo i ricercatori, il fatto che la seconda "griglia" sia stata aggiunta dopo che l'atomo ha attraversato il primo "incrocio" suggerisce che l'atomo, in senso figurato, non abbia definito la sua natura prima di essere osservato (o misurato) una seconda volta.
"Le previsioni della fisica quantistica sulle interazioni degli oggetti possono sembrare strane quando si tratta di luce che si comporta come un'onda", spiega Roman Khakimov, un ricercatore dell'Australian National University che ha preso parte allo studio.
Ma dice che gli esperimenti con atomi che hanno massa e interagiscono con i campi elettrici rendono l'immagine ancora più incredibile.
In poche parole, se accetti il fatto che l'atomo abbia preso un certo percorso al primo incrocio, l'esperimento dimostra che le misurazioni future possono influenzare il passato dell'atomo, spiega il leader dello studio Andy Truscott.
"L'atomo non ha viaggiato tra i punti condizionali A e B", spiega. "Solo dopo le misurazioni nel punto finale di osservazione è diventato chiaro se l'atomo si comportava come un'onda, dividendosi in due direzioni, o come una particella, scegliendone una".
Cosa significa?
Nonostante il fatto che tutto ciò suona folle per i non iniziati, gli autori dello studio affermano che l'esperimento è una conferma della teoria quantistica. Almeno sulla scala più piccola.
Questa teoria ha già permesso di creare una serie di tecnologie abbastanza praticabili nel campo dei laser e dei processori per computer, ma finora non ci sono stati esperimenti così sorprendenti a confermarlo.
Truscott e Khakimov trovarono essenzialmente la conferma che la realtà non esiste finché non la osserviamo.
Questa è una delle tesi fondamentali della teoria quantistica. È la sua improbabilità dal punto di vista del profano, per il quale la pioggia non smette di cadere, anche se chiudi gli occhi per non vederla, che rende la teoria quantistica “avulsa dalla realtà”.
Finora, non è stata trovata alcuna prova che questo principio funzioni nella realtà. L'esperimento mentale di Wheeler, così come l'esperimento pratico di Truscott, che lo conferma, finora appartengono solo al livello quantistico.
Allo stesso tempo, un certo numero di filosofi ritengono che anche essendo inapplicabile al livello macro, la teoria quantistica possa essere utile per i profani, poiché (essendo formulata in modo approssimativo) dice che il mondo è esattamente come lo vediamo.
