Eksperyment MIT udowadnia, że Einstein mylił się w stuletniej debacie kwantowej

W oszałamiającej nowej demonstracji mechaniki kwantowej, zespół fizyków z MIT rozstrzygnął prawie stuletnią debatę między Albertem Einsteinem i Nielsem Bohrem, a wyniki pokazują, że Einstein się mylił. Zespół przeprowadził wyidealizowaną wersję słynnego eksperymentu z podwójną szczeliną, potwierdzając, że światło ma podwójną tożsamość zarówno jako cząstka, jak i fala, ale że te dwie natury nigdy nie mogą być obserwowane w tym samym czasie.

Eksperyment odnosi się do eksperymentu myślowego z 1927 roku, w którym Einstein twierdził, że można wykryć, przez którą z dwóch szczelin przechodzi cząstka fotonu, jednocześnie obserwując jej falowy wzór interferencyjny. W odpowiedzi Niels Bohr wykorzystał kwantową zasadę nieoznaczoności, aby udowodnić, że jest to niemożliwe.

Zespół MIT, kierowany przez profesora Wolfganga Ketterle, przeniósł tę historyczną debatę do laboratorium. Zamiast ekranu z fizycznymi szczelinami, wykorzystali wiązki laserowe do ułożenia ponad 10 000 superchłodzonych atomów w idealną siatkę, przy czym każdy atom działał jak pojedyncza, izolowana szczelina. Rozpraszając słabe wiązki światła przez atomy, mogli precyzyjnie zmierzyć wzajemne oddziaływanie między charakterystyką cząsteczkową i falową światła.

Ich wyniki, opublikowane w Physical Review Letters, ostatecznie potwierdziły stanowisko Bohra. Naukowcy odkryli, że im więcej informacji zebrali na temat cząsteczkowej ścieżki fotonu, tym bardziej zmniejszał się jego falowy wzór interferencyjny.

Einstein i Bohr nigdy nie pomyśleliby, że jest to możliwe, aby przeprowadzić taki eksperyment z pojedynczymi atomami i pojedynczymi fotonami. To, co zrobiliśmy, to wyidealizowany eksperyment Gedankena. - Wolfgang Ketterle, profesor fizyki na MIT.

Moment odkrycia jest odpowiedni, ponieważ Organizacja Narodów Zjednoczonych ogłosiła rok 2025 Międzynarodowym Rokiem Nauki i Technologii Kwantowej (IYQ), świętując 100. rocznicę sformułowania teorii.