Kwantowe splątanie - szybciej niż światło!

W istocie - ze splątaniem "kłopoty" miał nawet sam Albert Einstein. Określił je jako "złowieszcze oddziaływanie na odległość" (spukhafte Fernwirkung - spooky action at distance) i wykorzystał jako jeden z argumentów przeciwko uznaniu mechaniki kwantowej za kompletną teorię.

Splątanie jest zjawiskiem, w którym właściwości (a konkretnie: stany kwantowe), dwóch, lub więcej obiektów są ze sobą powiązane (splątane) w taki sposób, że jeden obiekt nie może być właściwie opisany bez uwzględnienia drugiego. Prowadzi to do powstania korelacji pomiędzy fizycznymi własnościami obiektów i to nawet wtedy, gdy obiekty będę od siebie oddalone.

W tym właśnie Einstein (wraz z Podolskim i Rosenem) widzieli problem mechaniki kwantowej: wynika z niej, że pomiar przeprowadzony na jednej ze splątanych cząstek natychmiast wpłynie na stan drugiej z nich. Wydaje się to sprzeczne z dobrze sprawdzonym faktem, iż oddziaływania w przyrodzie mogą rozchodzić się nie szybciej niż z prędkością światła. Paradoks ten znany jest w świecie nauki jako paradoks EPR.

W czasopiśmie Nature, Daniel Salart wraz z innymi naukowcami Uniwersytetu w Genewie opisują doświadczenie, w którym badali ten paradoks. Wysłali pary splątanych fotonów do laboratoriów odległych od siebie o 18 kilometrów. Mierząc własności wielu par fotonów grupa badaczy pokazała doświadczalnie, że jeśli to "złowieszcze oddziaływanie" jest odpowiedzialne za splątanie, musiałoby być co najmniej 10 000 razy szybsze niż prędkość światła! (Nature).

Czy oznacza to, że informacje mogą być przesyłane szybciej niż światło? Niestety - raczej nie. Czy cząstki opisane jako "jedno", nawet oddalone od siebie o wiele kilometrów, są ze sobą powiązane - splątane tak głęboko, że naprawdę są jednym? Być może. Czy mechanika kwantowa jeszcze nie raz wprawi nasze umysły w osłupienie? - z całą pewnością tak!

Krzysztof A. Kolwas

Autor jest doktorantem w Instytucie Fizyki PAN, gdzie zajmuje się wytwarzaniem i badaniem nanostruktur w materiałach półprzewodnikowych.

Czytaj także:

Czy można zobaczyć dźwięk?

Włókna optyczne w codziennym życiu

Piachozagadka - jak wędruje piasek?