Egy, a Földtől 7,8 milliárd fényévnyi távolságra lévő kvazár fotonjait vizsgálta, illetve az ebből és más kvazárokból érkező fotonok párjainak összefonódottságát.


Felhívjuk tisztelt felhasználóink figyelmét, hogy a hitelesség érdekében a javításokat hajtsák végre a felhasznált anyagon!

PONTOSÍTOTT VÁLTOZAT - Nobel-díj - Csanád Máté: a tudomány alapjait érintő kérdést vizsgálták a díjazott kvantumfizikusok

Budapest, 2022. október 4., kedd (MTI) - A kvantumfizikai véletlen szerepének pontosításában végeztek döntő fontosságú kísérleteket a fizikai Nobel-díjjal kitüntetett tudósok, akiknek az eredményei alapvető jelentőségűek a kvantuminformatika fejlődésében és a kvantumtitkosításban is - mondta Csanád Máté fizikus, az ELTE Természettudományi Kar Fizikai Intézet Atomfizikai Tanszékének egyetemi tanára az MTI-nek annak kapcsán, hogy kvantumfizikai kutatásaiért Alain Aspect francia, John F. Clauser amerikai és Anton Zeilinger osztrák fizikus kapja az idei fizikai Nobel-díjat.

"A 20. század elején rengeteg olyan jelenségre derült fény, amelyek az akkori fizika nyelvén nem voltak érthetőek. Ahhoz, hogy ezek a jelenségek megmagyarázhatóvá váljanak, valami újat, valami pluszt kellett bevezetni, és ez volt a kvantumvilág" - magyarázta Csanád Máté az előzményekről szólva, hozzátéve, hogy a kvantummechanika közben a fizikának egy olyan ágává vált, amelynek több olyan furcsának tűnő, a hétköznapi tapasztalatainktól eltérő eleme van, például a szuperpozíció elve (amely szerint egy részecske többféle állapot keverékében lehet) vagy az összefonódottság (amelyre a Nobel-díjas fizikusok kutatása vonatkozott).

A kvantumvilág felfedezésekor az egyik első megfigyelés az volt, hogy a kísérletek eredményében van valami véletlenszerű, nem determinisztikusnak tűnő elem. Például amikor az úgynevezett kétréskísérletben azt vizsgálták, hogy hova csapódik be a réseken áthaladó foton, azt látták, hogy minden egyes foton esetében véletlenszerű a becsapódás helye. "Noha a becsapódások eloszlása ismert, az egyes részecskék esetén nem tudunk egyetlen konkrét előrejelzést tenni. Ez a véletlenszerűség lett a kvantumfizika filozófiai alapkérdése, amely persze nagyon zavarja az ilyen filozófiai kérdéseken gondolkozó fizikusokat" - fogalmazott Csanád Máté, hozzátéve, hogy erre keresték a választ a Nobel-díjas tudósok is.

Az elmúlt évtizedekben a kutatók többféle magyarázatot is felvetettek a kvantumfizikában tapasztalt furcsaságokra. Az egyik az volt, hogy a természetben léteznie kell egy ilyen véletlenszerű, indeterminisztikus elemnek. A másik lehetőség szerint van valami rejtett változó, egy olyan tulajdonsága a részecskéknek, amit még nem ismernek a tudósok és ez dönti el például azt is, hogy hova csapódnak be a fotonok. A harmadik lehetőség pedig a szuperdeterminizmus, amely szerint előre elrendeltetett, hogy a részecskével mi fog történni.

A rejtett változók lehetőségére vonatkozóan John S. Bell ír fizikus végzett alapvető számításokat, felállított néhány, tetszőleges lokális változóra érvényes egyenlőtlenséget. Gondolatmenetének alapja az "összefonódottság", amely akkor jön létre, ha két részecske egy közös okból keletkezik, méghozzá úgy, hogy valamely tulajdonságuk (például lendületük, perdületük) matematikai kapcsolatban áll (például ellentétes irányú). Ekkor az egyik részecskén végzett mérés a másik - akár térben nagyon eltávolodott - részecske állapotára vonatkozóan is adhat információt. Ilyenkor a megfigyelt tulajdonságaik korrelációira vonatkozó Bell-egyenlőtlenségeket vizsgálták a fizikusok.

Az 1970-es évektől elvégzett kísérleteik nyomán kiderült, hogy a Bell-egyenlőtlenségek sérülnek, vagyis, ha van is ilyen rejtett változó, akkor az nem lehet lokális jellegű, azaz a fénynél gyorsabban terjedő hatással kell bírnia. "Ezt szintén nem szeretik a tudósok: a fénysebességnél gyorsabban terjedő hatással a múltba tudnánk üzenni, és ez nem túl valószínű, hogy lehetséges" - jegyezte meg Csanád Máté.

"Jelenleg azt gondolják, hogy az összefonódottság nem hozhat létre a fénynél gyorsabb információközlést, tehát a rejtett változók nem igazán jelentenek jó magyarázatot a kvantumvéletlen megjelenésére" - mondta a magyar kutató.

A harmadik lehetőséggel kapcsolatban Anton Zeilinger kutatócsoportja egy kísérlet során távoli kvazárokból érkezve vizsgálta meg a fotonokat. Egy, a Földtől 7,8 milliárd fényévnyi távolságra lévő kvazár fotonjait vizsgálta, illetve az ebből és más kvazárokból érkező fotonok párjainak összefonódottságát.


(Az anyag innentől kezdve változatlan)