Dacă se adaugă o a doua pisică la experimentul ”Pisica lui Schrödinger”, legile mecanicii cuantice pot fi date peste cap

Povestit puţin mai în detaliu, experimentul mental al lui Schrödinger a fost aşa: pui o pisică într-o cutie cu un flacon de otravă care se poate declanşa la întâmplare. Pentru că nu ştii dacă otrava este eliberată sau nu, situaţia pisicii este nesigură: este atât vie cât şi moartă, până deschizi cutia. Această metaforă din 1935 este ilustrarea unui principiu de bază al mecanicii cuantice. Atunci când pisica este vie şi moartă, se află într-o stare de superpoziţie, când ai deschis cutia şi vezi situaţia, superpoziţia cade într-o singură stare. Ceva similar se întâmplă şi cu particulele cuantice. Nu le poţi măsura, fiind mai mult un nor de probabilităţi şi nu lucruri solide. Ca rezultat, acestea există într-o stare de superpoziţie până când sunt măsurate, punct în care funcţia de undă devine o singură stare/poziţie, conform Curiosity.

Dar dacă povestea se schimbă puţin? În loc de o pisică într-o cutie, să pune un fizician (să-i zicem Ion) capabil să facă propriile observaţii. Aceasta este linia alternativă propusă de fizicianul ungur Eugene Wigner în 1967. Ion intră într-o cutie cu un dispozitiv de măsurat care produce un rezultat din două la întâmplare. Să zicem că dă cu banul. Funcţia undei se prăbuşeşte atunci când Ion vede rezultatul? Se poate. Dar dacă vine Wigner şi deschide cutia? Fizicianul din cutie şi moneda sa ar fi în stare de superpoziţie până în momentul deschiderii. Aşadar, aici poate fi vorba de o stare de superpoziţie într-o altă stare de superpoziţie.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Interpretarea Copenhaga, depăşită

În 2016, Daniela Frauchiger şi Renato Renner de la Swiss Federal Institute of Technology au propus ceva şi mai complex: au dublat schema lui Wigner. Acum sunt doi fizicieni (Ion şi Maria) în cutii cu Wigner A şi Wigner B care se uită din afară (sunt în camere separate, astfel că nu pot vedea cutia celuilalt). Ion dă cu banul, apoi transmite Mariei un mesaj cuantic cu privire la rezultat – să zicem, o particulă cuantică ce se învârte în sensul acelor de ceasornic dacă este cap şi invers dacă rezultatul este pajură. Maria îşi foloseşte cunoştinţele de mecanică cuantică pentru a-şi da seama de rezultat. Într-un final, ambii Wigneri deschid cutiile şi determină rezultatul aruncării monedei. 

Conform anumitor scenarii realizate de Frauchiger şi Renner, este posibil ca ambii Wigneri să fie siguri de rezultat, dar acesta să fie diferit. Spre exemplu, Wigner A să spună că este pajură, iar Wigner B să spună că este cap. Acest lucru înseamnă extrem de mult: interpretarea Copenhaga se contrazice pe sine. Este uşor de înţeles că această contradicţie îi indispune pe fizicienii. „Unii sunt implicaţi emoţional”, a precizat Renner pentru Nature.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Un cercetător român a realizat un studiu care poate revoluţiona mecanica cuantică, unind două domenii de bază din fizică

Am putea fi toţi la bază computere cuantice? Cercetătorii încearcă să ofere răspuns la această întrebare

Teleportarea cuantică a devenit o realitate odată cu un nou experiment al cercetătorilor de la Yale

Paradoxul ”găinii şi oului” a fost reconceptualizat în contextul mecanicii cuantice, iar rezultatele pot fi cel puţin bizare