Kvantfüüsika müstilises maailmas käituvad osakesed tihti inimestele veel mõistetamatul moel, mis võib viia isevärki tõlgendusteni. Näiteks jõudis grupp Austraalia teadlasi oma katsete tulemusel järeldusele, et kvantmaailmas ei eksisteeri reaalsust enne, kui seda pole mõõdetud, mis tähendab, et osake suudab muuta ka oma minevikku, lähtudes olevikus teostatavast mõõtmisest.

Austraalia riikliku ülikooli (ANU) füüsikud viisid edukalt läbi John Wheeleri viivitatud valiku eksperimendi, millega kinnitati varasema ja lihtsama katse järeldust, et reaalsust ei eksisteeri enne selle mõõtmist ning enne vaatlemist viibib osake üheaegselt nii laine- kui ka osakeselaadses olekus.

Katses liigutati osakest läbi laservõrede, andes sellele valiku käituda kas osakese või lainena ning prooviti tuvastada hetke, mis vaadeldav osake otsustab oma oleku üle. Kvantfüüsika kohaselt sõltub see, kas me vaatleme osakese lainelaadse (interferentsiga) või osakeselaadset (interferentsita) käitumist, otseselt osakese teekonna lõpus teostatud mõõtmisest. Seda hüpoteesi kinnitasid ka Austraalia füüsikud. ANU füüsika ja inseneriteduse uurimisüksuse professori Andrew Truscotti sõnul tõestab nende katse, et mõõtmine on kvantmaailmas kõige olulisem, sest kvanttasemel ei eksisteeri reaalsust, kui seda ei vaadelda. Füüsikute uurimus avalikustati teadusajakirjas Nature Physics.

Paradoks: tulevikus toimuv mõõtmine mõjutab minevikku

Füüsikud muutsid oma katse jaoks Wheeleri originaalse katse kontseptsiooni, kasutades peeglitelt põrkuvate valguskiirte asemel laserite poolt hajutatud aatomeid. Katse muudab omanäoliseks tõik, et selles ei vaadeldud mitte pigem laine moodi käituvat valgust, vaid keerulisemaid, massi ning reageeriva elektriväljaga aatomeid.

Katses jahutasid teadlased grupi heeliumiaatomeid absoluutse nulltemperatuuri lähedale ning väljutasid neid ükshaaval, kuni jäi vaadelda vaid üks aatom. Seejärel lasti vaadeldav aatom läbi vastupidiselt töötavate laserite paari, mis moodustas aatomi teele võrestiku, mis toimis kui risttee või füüsilises maailmas võre, mis laotab valgust laiali. Juhuslikkuse põhimõttel töötav programm võis katsele lisada ka teise laserite võre, mis viis osakese interferentsini, nagu oleks aatom käitunud korraga nii laine kui ka osakesena. Kui teist võret ei lisatud, ei nähtud interferentsi ning näis, et aatom valis vaid ühe oleku.

Katse muutis põnevaks asjaolu, et teise laserite võre kasutamise üle otsustas programmis juhuslikult esinenud number, mis genereeriti alles pärast seda, kui aatom oli juba risttee läbinud. Truscotti sõnul tähendab see, et kui uskuda, et aatom valis kindla teekonna (või isegi mitu), siis tuleb meil aktsepteerida järeldust, et tulevikus toimuv mõõtmine mõjutas aatomi minevikku.

Truscott lisas, et aatomid ei liikunud punktist A punkti B ning et aatomi laine- või osakeselaadne käitumine realiseeriti vaid siis, kui osakesi mõõdeti nende teekonna lõpus. Teadlaste sõnul kinnitas nende katse Niels Bohri vaateid, mille kohaselt ei saa ka suuremale osakesele omistada laine- või osakeselaadset käitumist enne, kui selle käitumise mõõtmist pole toimunud. Nad loodavad, et katse tulemus innustab teadlasi jätkama uurimusi kvantfüüsikas ning liikuma lähemale Belli teoreemide testimisele suuremate osakestega makroskoopilistes süsteemides.

Allikad: Australian National University, Nature Physics, IFL Science

Foto: themindunleashed.org

Toimetas Allar Pajuste