การทดลองควอนตัมหักล้างความหวังของไอน์สไตน์ครั้ง เซ็กซี่บาคาร่า แรกของสองส่วน (พันกัน) อ่านภาคสอง. สองสามสัปดาห์ก่อนวันฮัลโลวีนปีที่แล้ว นักฟิสิกส์ในเนเธอร์แลนด์ปฏิบัติต่อโลกฟิสิกส์ด้วยการทดลองพิสูจน์สิ่งที่ไอน์สไตน์เรียกว่า “การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล”
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่การทดลองได้แสดงให้เห็นปรากฏการณ์ที่น่าขนลุก ซึ่งรู้จักกันในชื่อควอนตัมพัวพัน แต่การทดลอง นี้ ปิดช่องโหว่บางอย่างที่อ้างโดยผู้คลางแคลงใจซึ่งหวังว่าสิ่งพัวพันจะไม่น่ากลัวนัก คำตัดสินอยู่ในและน่ากลัวชนะ การวัดคุณสมบัติของอนุภาคพัวพันหนึ่งสามารถบอกคุณได้ว่าการวัดอนุภาคอื่นจะเปิดเผยอะไร ไม่ว่าอนุภาคอื่นจะอยู่ไกลแค่ไหน
ไอน์สไตน์ไม่ชอบมัน
แต่ทั้งธรรมชาติของการคัดค้านของเขาและสิ่งที่การทดลองนี้แสดงให้เห็นจริงๆ ได้รับการรายงานอย่างผิดๆ อย่างกว้างขวาง หากคุณเคยอ่านเกี่ยวกับผลลัพธ์นี้ในสื่อยอดนิยม (เช่น หนังสือพิมพ์และนิตยสารข่าวที่มีคำว่า “Times” หรือ “Time”) คุณอาจต้องการพิจารณาหายางลบหน่วยความจำ Men in Black คุณได้รับการเข้าใจผิด
ตัวอย่างเช่น นิตยสารข่าวเรื่องหนึ่งพาดหัวข่าวว่า “สิ่งที่ไอน์สไตน์ทำผิดเกี่ยวกับความเร็วของแสง” และหนังสือพิมพ์รายใหญ่รายหนึ่งรายงานว่าการทดลองใหม่นี้พิสูจน์ว่า “วัตถุที่แยกจากกันด้วยระยะห่างมากสามารถส่งผลต่อพฤติกรรมของกันและกันได้ในทันที” อันที่จริง ไอน์สไตน์ไม่ได้ผิดอะไรเกี่ยวกับความเร็วของแสง และวัตถุที่พันกันนั้นไม่ได้ส่งผลกระทบซึ่งกันและกันในทันที ในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านควอนตัมชั้นนำคนหนึ่ง Charles Bennett จาก IBM กล่าวว่าสิ่งที่ Einstein ผิดพลาดคือการกำหนดลักษณะการพัวพันเป็นการกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล “มันน่ากลัว” เบ็นเน็ตต์กล่าว “แต่ไม่ใช่การกระทำในระยะไกล”
บางครั้งก็รายงานอย่างไม่ถูกต้องด้วยว่าไอน์สไตน์ไม่เชื่อเรื่องพัวพันหรือว่าเขาคิดว่าทฤษฎีควอนตัมต้องผิดเพราะมัน อันที่จริง ไอน์สไตน์ไม่ได้โต้แย้งว่าการพัวพันไม่สามารถเกิดขึ้นได้ เขาเชื่อว่าคำอธิบายควอนตัมของธรรมชาตินั้นแม่นยำเมื่อเทียบกับสิ่งที่สามารถสังเกตได้ เขาแค่คิดว่าการพัวพันบ่งบอกถึงการมีอยู่ของ “องค์ประกอบของความเป็นจริง” ที่ซ่อนอยู่ซึ่งคณิตศาสตร์ควอนตัมไม่ได้คำนึงถึง ดังนั้น ในขณะที่ไอน์สไตน์ไม่คิดว่ากลศาสตร์ควอนตัมผิด เขาโต้แย้งว่ากลไกควอนตัมนั้นไม่ครบถ้วน — ว่ามันไม่ได้บอกเรื่องราวทั้งหมด
แต่การทดลองพัวพันกับควอนตัมล่าสุดแสดงให้เห็นเป็นอย่างอื่น ไม่เพียงแค่การทดลองในเนเธอร์แลนด์เท่านั้น แต่ยังมีอีกสอง คน รายงานเมื่อเร็ว ๆ นี้ยืนยันว่ากลศาสตร์ควอนตัมบอกคุณทุกอย่างที่ธรรมชาติรู้เกี่ยวกับอนุภาคที่พันกัน
แน่นอนว่ายังมีเรื่องลึกลับอยู่ที่นี่
นักฟิสิกส์ได้โต้เถียงกันเกี่ยวกับการพัวพันกันมานานหลายทศวรรษ พวกเขาเสนอมุมมอง คำอธิบาย และข้อโต้แย้งต่าง ๆ เกี่ยวกับความหมายและผลที่ตามมาสำหรับการทำความเข้าใจธรรมชาติของความเป็นจริงทางกายภาพ ถึงกระนั้นก็ตามที่เขียนเกี่ยวกับเรื่องนั้นก็ยังสับสนอยู่มาก นักฟิสิกส์ควอนตัมผู้เชี่ยวชาญเข้าใจดีถึงวิธีการทำงานของมัน แม้ว่าจะมีการถกเถียงกันว่าเหตุใดจึงทำงานในลักษณะนี้ แต่มาเผชิญหน้ากัน การพัวพันนั้นซับซ้อน — ท้ายที่สุดแล้วมันคือฟิสิกส์ควอนตัม — ดังนั้นการอธิบายจึงต้องมีบริบทมากกว่าที่บัญชีส่วนใหญ่มักจะสามารถให้ได้ เริ่มจากสิ่งที่พัวพันคืออะไร และทำไมไอน์สไตน์ถึงไม่ชอบมัน
อนุภาคพัวพันแบ่งปันคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าฟังก์ชันคลื่นควอนตัม คณิตศาสตร์นี้ไม่ได้ช่วยในการทำนายว่าผลลัพธ์จะเป็นเช่นไรสำหรับการวัดบางประเภทของอนุภาคทั้งสอง แต่เมื่อวัดอนุภาคตัวใดตัวหนึ่งแล้ว คุณจะรู้ได้อย่างแน่นอนว่าผลลัพธ์ของการวัดแบบเดียวกันนั้นจะเป็นอย่างไรสำหรับอีกอนุภาคหนึ่ง แม้ว่าจะอยู่ในห้องปฏิบัติการที่ห่างไกลออกไปก็ตาม
อนุภาคสามารถพันกันได้เมื่อมีปฏิสัมพันธ์กันหรือถูกปล่อยออกมาจากแหล่งทั่วไป สมมติว่าสองโฟตอน (อนุภาคของแสง) ปล่อยออกมาจากอนุภาค (กล่าวคือ pion) ที่มีโมเมนตัมเชิงมุมเป็นศูนย์ การหมุนของอนุภาคทั้งสองต้องรวมกันเป็นศูนย์ ดังนั้น ถ้านักฟิสิกส์ A (เรียกเธอว่าอลิซ) ขัดขวางโฟตอนตัวหนึ่งและวัดการหมุนของมันเป็น +1 เธอรู้ทันทีว่าถ้านักฟิสิกส์ B (สำหรับ Bob) วัดโฟตอนอีกตัวหนึ่ง สปินของมันจะเป็น -1
จนถึงตอนนี้ไอน์สไตน์ไม่มีปัญหา การทดลองนี้ดูเหมือนจะไม่ลึกลับไปกว่าการแยกถุงมือแล้วส่งหนึ่งชิ้นให้อลิซและอีกชิ้นหนึ่งให้บ๊อบ ถ้าอลิซได้ถุงมือที่ถนัดขวา เธอรู้ว่าบ๊อบจะเป็นมือซ้าย แต่การพัวพันไม่ใช่เรื่องง่าย ไม่มีอนุภาคใดมีการหมุนที่แน่นอนก่อนทำการวัด “ถุงมือ” ไม่มีทางไปถึงผู้รับ มันเหมือนกับการส่งถุงมือออก 2 อัน และเมื่ออลิซลองสวมถุงมือด้วยมือขวา มันก็จะเปลี่ยนเป็นถุงมือที่ถนัดขวา ถ้าบ็อบลองถุงมือด้วยมือซ้าย ถุงมือจะกลายเป็นถุงมือมือซ้าย ถ้าเขาลองด้วยมือขวา มันจะยังเหลือถุงมืออยู่
ไอน์สไตน์ยืนยันว่าความถนัดมือของถุงมือต้องถูกกำหนดล่วงหน้าโดยกฎทางกายภาพบางประการ เขางุนงงกับความเป็นไปได้ที่การเลือกมือของอลิซอาจเกี่ยวข้องกับถุงมือของบ็อบว่าจะพอดีกับนิ้วของเขาหรือไม่
แต่นั่นคือสิ่งที่การทดลองจริงได้สร้างขึ้น เซ็กซี่บาคาร่า / ร้านอาหาร
