Timpul s-ar putea derula dinspre viitor
spre trecut, lucrurile pot exista simultan în multiple stări, iar vechea
dilemă a copacului care se prăbușește într-o pădure ar putea să nu fie
legată doar de prezența unui martor care să-l audă căzând ci și, cumva,
de a ști dinainte dacă va fi sau nu văzut, conform unui nou studiu
publicat de revista Nature Physics, informează site-ul secondnexus.com.
În
general cu toții suntem de acord că trecutul este cel ce influențează
prezentul care la rândul său influențează viitorul. Probabil că aproape
nicio persoană care nu suferă de afecțiuni psihice sau nu este sub
influența drogurilor nu ar putea susține că evenimentele viitoare le pot
influența pe cele din trecut. Și totuși acest lucru ar putea să se
schimbe în lumea plină de paradoxuri a fizicii cuantice, informează Agerpres.
Pentru
un om obișnuit, înțelegerea lumii observabile, dominată de fizica
newtoniană, clasică, ține debunul simț”. Timpul se scurge dinspre trecut
spre viitor, lucrurile nu pot exista decât într-un singur loc într-un
anumit timp, iar dacă un copac cade într-o pădure fără ca nimeni să-l
observe va produce un sunet. Niște fizicieni de la Universitatea
Națională din Australia (ANU) nu sunt însă de acord că lucrurile sunt
atât de simple.
Noul
studiu publicat în Nature Physicsdemonstrează că totul ține de
măsurarea directă”, susține profesorul asociat Andrew Truscott de la
Research School of Physics and Engineering din cadrul ANU.La nivel
cuantic, realitatea nu există dacă nu este observată direct”, a adăugat
el.
Această concluzie aparent absurdă
derivă din rezultatele a două experimente, dintre care unul mai vechi,
unclasic” pentru fizica cuantică și unul care a fost încheiat cu succes
în urmă cu doar câteva săptămâni.
Experimentul clasic:
Oamenii
de știință au observat de mult timp comportamentul ciudat al
particulelor de lumină, fotonii, în cadrul așa-numitului Experiment al
celor două fante. Atunci când lumina a fost proiectată asupra unui ecran
în care se află două fante înguste, fotonii s-au comportat într-un mod
neprevăzut, de-a dreptul schizoid.
Experimentul
implică o configurație simplă, untun” care trage cu particule de lumină
(fotoni), unul câte unul prin două fante mici dintr-un ecran — un laser
care produce lumina. Lumina este atenuată în așa fel încât să emită
doar câte un singur foton. Acești fotoni trec prin cele două fante,
existând și o cameră care înregistrează tiparul din spatele ansamblului
celor două fante. De vreme ce fotonii trec unul câte unul, unii printr-o
fantă, alții prin cealaltă, ar trebui ca ei să lase o urmă cu două
dungi pe perete, dar nu se-ntâmplă acest lucru.
În
schimb aceștia creează în mod misterios mai multe dungi, dincolo de
locurile de pe perete corespunzătoare fantelor de trecere. Acesta ar fi
rezultatul așteptat atunci când o rază constantă de lumină s-ar răspândi
pe perete ca o undă. Rezultatul care se obține ar fi posibil numai dacă
particula ar trece prin ambele fante în același timp, cu alte cuvinte,
particula este în două locuri deodată în același timp. Atunci când sunt
puși senzori în jurul fantelor pentru a urmări fotonii, acest tipar de
undă dispare.
Dacă excludem senzorii
din experiment, patternul de undă revine. Acest lucru sugerează că putem
schimba modul în care se comportă realitatea pur și simplu prin
observarea directă. Cu alte cuvinte realitatea însăși nu ar fi reală.
Celebrul fizician austriac Anton Zeilinger consideră că răspunsul modern
la această întrebare este că drumul fotonului nu este un element al
realității. Acest experiment poate fi replicat și cu electroni și cu
orice alt tip de particulă.
Acest
principiu se află în centrul fizicii cuantice. O particulă așa cum este
fotonul se comportă ca și când ar avea mai multe stări indefinite, în
suspensie. Ea nu are proprietăți fizice și este definită în schimb de un
set de probabilități conform cărora ar putea exista într-una sau alta
din respectivele stări. Aceste probabilități nu sunt doar rezultatul
unor teorii bombastice din fizica modernă ci se află la baza noțiunilor
noastre moderne de chimie și fac posibile tehnologii precum
microprocesoarele și reacțiile nucleare. Modernitatea nu ar fi existat
așa cum o cunoaștem fără aceste proprietăți bizare ale particulelor.
Aici
intervine cea de-a doua ciudățenie: Atunci când fizicienii observă un
foton în mod direct, în cadrul unui experiment, însuși faptul că este
observat îl face să cadă într-una dintre cele două stări posibile ale
sale — fie particulă, fie undă. Orice ar face oamenii de știință, ori de
câte ori observă în mod direct un foton este ca și când chiar fotonular
decide” cum să fie văzut. Astfel, se crede că actul de a observa aduce
fotonul din tărâmul cuantic al probabilităților în cel real. Acest
principiu este explicat de celebra paradigmă a pisicii lui Schrödinger
unde o pisică ipotetică, pusă într-o cutie închisă alături de niște
otravă, nu este nici vie, nici moartă, până când deschidem cutia și
operăm o observație directă asupra sa.
Cel de-al doilea experiment:
Această
concluzie bizară conform căreia actul de observație directă definește
realitate (realitatea nu există în afara observației) circulă de mult
timp în rândul fizicienilor, fiind susținută și de un experiment propus
de americanul John Wheeler încă din 1978, experiment despre care se
credea că nu va putea fi niciodată pus în practică. Din acest motiv a
primit numele deExperimentul cognitiv al alegerii întârziate” (cognitiv
pentru că nu putea fi pus în practică). Acest experiment își propunea să
răspundă la o întrebare aparent simplă: Când mai exact un foton alege
să se comporte ca o particulă sau ca o undă? Atunci când este tras,
înainte de a trece prin fantă sau poate după ce a trecut de fantă?
John
Wheeler a propus în experimentul său cognitiv introducerea unui al
doilea ecran, dar doar după ce fotonul a trecut deja de primul ecran.
Introducerea acestui al doilea ecran ar fi o decizie aleatoare în cadrul
experimentului — uneori se introduce al doilea ecran, alteori nu. De
asemenea, atunci când este introdus în experiment, acest al doilea ecran
este conceput să producă același timp de interferență ca și primul
ecran. Astfel, teoretic, un om de știință ar fi putut urmări în ce stare
se află fotonul după ce a trecut de primul ecran și dacă rămâne în
aceeași stare și după ce trece de al doilea.
Dificultatea
tehnică a fost că nimeni nu a reușit să introducă în experiment cel
de-al doilea ecran la timp, imediat după ce fotonul a trecut de primul
ecran și înainte de a ajunge la perete. Această problemă părea
insurmontabilă până acum câteva săptămâni. Echipa de fizicieni
australieni a transformat acest experiment de gândire într-unul cât se
poate de concret, de laborator, cu ajutorul unei instalații de lasere.
Subiectul lor de experiment nu a fost însă un foton ci un atom de heliu,
care deși este mult mai masiv decât un foton, ar trebui, din punct de
vedere teoretic, să aibă același comportament în cadrul experimentului —
și anume să existe într-o stare indefinită și apoi, odată observat, să
se comporte fie ca o particulă fie ca o undă. Laserele au fost folosite
pe post de grilaje, unul în fața celuilalt, iar cel de-al doilea laser
era pornit aleator, în cadrul experimentului.
Rezultatul
acestui experiment este chiar mai ciudat decât se așteptau fizicienii
specializați în domeniul cuantic: De fiecare dată când cele două grilaje
laser erau pornite, atomii de heliu s-au comportat mereu ca unde. De
fiecare dată când al doilea grilaj laser nu era introdus în sistem,
atomul de heliu a trecut prin sistem sub formă de particulă. Ceea ce
este fascinant, sau de-a dreptul înfricoșător, este că decizia privind
prezența celui de-al doilea grilaj laser în sistem a fost cu totul
aleatoare și din punctul de vedere al atomului de heliu care tocmai a
trecut de primul grilaj, nici măcar nu s-a întâmplat încă !
Cu alte cuvinte, este ca și cum atomul
de heliu ar fi putut vedea în viitor și ar fi știut dacă va exista cel
de-al doilea grilaj laser chiar în timpul în care trecea prin primul
astfel de grilaj. Ori cu alte cuvinte, eventuala prezență în viitor a
celui de-al doilea grilaj pare să determine starea din prezent a
atomului de heliu care trece prin primul grilaj laser ! Dacă atomul de
heliu apare ca particulă sau ca undă este determinat cu precizie de ceva
ce încă nu s-a întâmplat, ci urmează să se întâmple în viitor. Pe
scurt, viitorul determină prezentul!
Cum
este acest lucru posibil? Cum este posibil ca un eveniment viitor —
activarea celui de-al doilea grilaj din sistem — să determine starea din
trecut a atomului de heliu? Timpul ar trebui să se scurgă înapoi.
Profesorul
Andrew Truscott ne oferă explicația: ‘Atomii nu au parcurs distanța
dintre punctele A și B. Abia când au fost măsurați, la sfârșitul
drumului, a devenit reală una dintre cele două stări posibile, de
particulă sau de undă”. Dacă ar fi să credem că acești atomi chiar au
ales o anumită cale, sau căi, atunci trebuie să acceptăm că o
măsurătoare viitoare determină trecutul acestor atomi, a mai adăugat el.
Ideea
că viitorul afectează trecutul are implicații profunde care transcend
lumea fizicii cuantice. O astfel de idee pune sub semnul întrebării,
spre exemplu, conceptul de liber arbitru. Acest experiment, care va fi
fără îndoială repetat, precum și implicațiile sale vor ridica mai multe
întrebări decât vor oferi răspunsuri.
loading...
0 comentarii :