De observatie van verstrengelde deeltjes
In 2015 slaagden wetenschappers van het Hanson Lab erin om elektronen te verstrengelen over een afstand van 1,3 km. De Universiteit van Wenen voerde al eerder een gelijkaardig experiment met fotonen uit. Daarmee bewezen ze dat Einsteins afkeer van wat hij ‘spooky action at a distance’ noemde, onterecht was.
Heel kort kunnen we het principe van het experiment aan de Technische Universiteit te Delft als volgt samenvatten:
- Er wordt een elektronenpaar gevormd : twee elektronen A en B waarvan we weten dat ze tegengestelde spin hebben.
Deze verstrengelde elektronen worden beschreven door één golffunctie ψ.
- Beide elektronen worden van elkaar gescheiden op een zodanige manier dat ze verstrengeld blijven, m.a.w. dat ze niet verstoord worden. Ze worden, nu ver van elkaar, nog altijd beschreven met dezelfde ψ
- Spin van A wordt gemeten
- Het is spin up . Elektron B heeft spin down
- Het is spin down. Elektron B heeft spin up
Elektron B ‘reageert’ onmiddellijk, onafgezien de afstand tussen de elektronen.
De golffunctie ψ valt onmiddellijk uit elkaar in twee stukken: een aparte voor elk elektron
Einstein en zijn collega’s Rosen en Podolsky die dit experimenten bedachten konden dergelijke onmiddellijke beïnvloeding niet aanvaarden. Ze gingen ervan uit dat
- het resultaat van de meting op elektron A op geen enkele wijze het resultaat van een meting op B kan beïnvloeden
- de manier waarop we de apparatuur opzetten om de meting aan elektron A uit te voeren, op geen enkele wijze het resultaat van de meting aan elektron B kan beïnvloeden, en andersom.
Het experiment bewijst dat ze ongelijk hadden: de eigenschappen die gemeten worden aan B wel degelijk beïnvloed worden door de manier waarop we de meting aan A uitvoeren én door het resultaat van die meting. Dit betekent ook dat kwantumobjecten hun eigenschappen door de meting verkrijgen!
Vreemder kan bijna niet. Einstein schreef: ‘Hoe meer succes de kwantumtheorie heeft, hoe dwazer ze lijkt. Hoe schamper zouden niet fysici wel niet reageren indien ze in staat waren de merkwaardige ontwikkelingen te volgen.’