اینشتین دربارهی «عمل شبحوار» چه اشتباهی کرد؟
مجله علمي ايلياد/ مطالعهاي جديد بر روي ۱۰۰،۰۰۰ داوطلب نشان ميدهد که درهمتنيدگي کوانتومي عملي است. اين پديده همان چيزي است که اينشتين دربارهي آن مطمئن نبود و آنرا «عمل شبحوار در مسافت» ناميد. اين ايده بيان ميکند که ذرات ميتوانند وقتي به يکديگر متصل نيستند، بر يکديگر تاثير بگذارند؛ حتي در طول مسافتهاي طولاني. اين ايده ما را از قلمرو فيزيک کلاسيک خارج کرده و وارد مکانيک کوانتومي ميکند. اينشتين کاملاً با ايدهي مکانيک کوانتومي موافق نبود، اما چيز ديگري را در پشت صحنه معرفي کرد که باعث اين عمل شبحوار ميشود؛ چيزي که هنوز مشخص نشده است. قبلاً اثبات درهمتنيدگي کوانتومي را مشاهده کردهايم، اما براي دانشمندان آسان نيست که ثابت کنند دقيقاً چه اتفاقي ميافتد؛ اين احتمال وجود دارد همانطور که اينشتين فکر ميکرد متغيرهاي پنهان و ناشناخته اين اثرات را ايجاد کنند. در اينجا گروه داوطلبها وارد صحنه ميشوند. بازيهايي که آنها از طريق تلفنهاي هوشمند و دستگاههاي ديگر انجام ميدهند، براي توليد اعداد کاملاً تصادفي طراحي شده است؛ اين تصادفي بودن بايد ثابت کند که هيچ مجموعهي پنهاني از متغيرها يا ساختارها در بازي وجود ندارد. سپس اعدادِ توليدشده در يکسري از آزمايشهاي کوانتومي در ۱۲ آزمايشگاه مختلف بهکار رفتند و ذرات درگيرشده مثل فوتونها را در محيطهاي گوناگوني اندازهگيري کردند. اين آزمايشها از لحاظ فني «تستهاي زنگ» ناميده ميشوند که براي تاييد ايدهي درهمتنيدگي کوانتومي طراحي شدهاند. براي اولينبار، اين تحقيق يکي از شناختهشدهترين روزنهها را در تست زنگ ميبندد؛ يعني اعدادِ بهکار رفته واقعاً غيرقابل پيشبيني نيستند. داشتن اعداد واقعاً تصادفي خيلي دشوار است، به همين دليل گروه داوطلبها کنترل شدند. يکي از اعضاي گروه، «اندرو وايت» از دانشگاه کوينزلند در استراليا گفت: «مردم غيرقابل پيشبيني هستند و در زمان استفاده از تلفنهاي هوشمند حتي غيرقابلپيشبينيتر ميشوند. از گروهها خواستيم تا با استفاده از تلفنهاي هوشمند يا دستگاههاي ديگر اعداد غيرقابل پيشبيني ارائه دهند. سپس اين اعداد تصادفي مشخص کردند که اتمها، فوتونها و اَبَررساناهاي درهمتنيدهي گوناگون چگونه در آزمايشها اندازهگيري شدند. اين کار روزنهاي مهم را در آزمايشهاي اصل «قلمرو محلي» اينشتين بست.» مفهوم قلمرو محلي اين ايده را بيان ميکند که عمليات يا مشاهدات هيچ تاثيري بر محلهاي ديگر نميگذارند و چيزي که دربارهي جهان مشاهده ميکنيم، ثابت باقي ميماند، حتي زمانيکه آنرا مشاهده نميکنيم. فيزيک کوانتومي ضرورتاً از اين قوانين پيروي نميکند. با گردآوري وروديهاي تصادفي زياد، نتايج نشان ميدهد که فيزيک کوانتومي واقعاً ميتواند جهان پيرامون ما را توضيح دهد، بدون اينکه هيچ متغير پنهاني در آن درگير باشد. متاسفيم اينشتين. يکي از محققان، «مارتين رينگباور» از دانشگاه کوينزلند، توضيح داد: «هر آزمايشگاه يک آزمايش جداگانه را انجام ميدهد تا قلمرو محلي را در سيستمهاي فيزيکي متفاوت آزمايش کند و همچنين مفاهيم ديگر مربوط به اين قلمرو را بيازمايد. ما نشان داديم که خاصيتي کليدي از درهمتنيدگي در فضا که به اصطلاح «مونوگامي درهمتنيدگي» ناميده ميشود، در حيطهي زماني کاربردي ندارد.» اين مطالعه کارهاي مشابهي بر روي تستهاي زنگ که در اوايل سال ۲۰۱۸ انجام شده بودند را دنبال ميکند. دانشمندان سطوح جديدي از تصادفي بودن را توسعه ميدهند که ميتواند ثابت کند، ايدههاي کوانتوم با نوعي نظم يا الگوي پنهان شده در پسزمينه پشتيباني نميشوند. محققان ميپذيرند که آزمايشات آنها بخش کوچکي از تصوير بزرگتري است و ما دقيقاً همه چيز را دربارهي فيزيک کوانتومي نميدانيم، اما اين مرحلهي مهم ديگري به سوي درک درهمتنيدگي و قلمرو محلي است و فقط ميخواهيم نشان دهيم که در کنار چک کردن رسانههاي جمعي و چرخ زدن در وبسايتها ميتوانيد کارهاي خيلي زيادي با تلفنهاي همراهتان انجام دهيد. يکي از محققان، «جف پرايد» از دانشگاه گريفيث در استراليا، گفت: «من خيلي از پيشرفت و مشارکت عموم لذت بردم. لذت بردم که به مردم فرصت داديم کاري را انجام دهند که بر چگونگي اجراي آزمايش تاثير گذاشت.» اين تحقيق در مجلهي Nature منتشر شده است.