Pokus, který se vzpírá logice: částice spolu komunikují ze záhrobí
31. srpna 2013
Zdroj: Technet, foto: autor
Kvantová provázanost je jev, při němž dochází k propojení dvou kvantových objektů (obvykle elementárních částic) v tom smyslu, že se mohou vzájemně ovlivňovat, ať je dělí jakákoli vzdálenost.
Představte si například, že máte dva provázané fotony, jeden ve stejné místnosti jako vy a ten druhý v jiné. Když u fotonu vedle vás změníte nějakou vlastnost (třeba tzv. spin nebo polarizaci), pak se ta samá vlastnost okamžitě zrcadlově změní i u toho druhého. Přitom vůbec nezáleží na tom, jak daleko jsou oba fotony od sebe, může to být pár centimetrů stejně jako světelných let, výsledek je vždycky stejný.
Právě tohle prapodivné chování kvantového světa dohánělo k zoufalství Alberta Einsteina, který o kvantovém provázání hovořil jako o "strašidelném působení na dálku". Ale ať si o něm slavný fyzik myslel cokoliv, faktem je, že zmíněný fenomén byl v minulosti skutečně pozorován a přesvědčivě prokázán.
Přízračné spojení
Vědci z Hebrejské univerzity v izraelském Jeruzalémě ale nedávno provedli experiment, při němž bizarnost kvantové provázanosti posunuli ještě dál. Podařilo se jim provázat fotony, které spolu ve stejný čas vůbec neexistovaly. Čímž prokázali, že kvantová provázanost se nemusí omezovat jen na prostorové vzdálenosti, nýbrž že k ní dochází i v různých časech. K pokusu použili místo tradičních dvou fotonů hned čtyři.
Jak toho dosáhli? Dávejte pozor, vědci mezi sebou nejprve provázali dva fotony, které si pro jednoduchost označíme jako F1 a F2. Potom u fotonu F1 změřili jeho polarizaci a zničili ho. A teprve pak vytvořili další pár provázaných fotonů, tentokrát F3 a F4. A aby toho nebylo dost, foton F3 ještě provázali s F2, čímž automaticky došlo i ke spojení F1 a F4. To by samo o sobě nebylo nic až tak překvapujícího (fyzici tomu říkají předávání kvantové provázanosti), kdyby foton F1 v té době už neexistoval. Mezi fotony F4 a F1 se vytvořilo přízračné propojení, přestože byl foton F1 zničen dřív, než se foton F4 vůbec objevil na scéně.
Izraelští vědci výsledky vysvětlují tím, že ke změnám na fotonu F1 došlo ještě předtím, než foton F4 vznikl, takže podle nich de facto budoucí děje zpětně ovlivňují historii. Ale lze se na to dívat taky obráceně. A sice tak, že to, co se stalo v minulosti, se nějak přeneslo do budoucnosti na foton, který měl teprve vzniknout. Je to k nevíře, ale výsledky pokusu hovoří jasně – ono "strašidelné působení na dálku" se uplatňuje nejen v prostoru, ale i v čase. Tady s běžnou logikou prostě nevystačíme.
Kvantová informatika
Jeruzalémští vědci jasně ukázali, že kvantový svět je ještě podivnější, než jsme si mysleli. Což potvrzuje i věhlasný vídeňský fyzik Anton Zeilinger, proslulý svými neotřelými kvantově-mechanickými experimenty, kterými často demonstruje, jak záludná dokáže fyzika být: "Je to fakt bezva, protože to více méně svědčí o tom, jak se kvantové události vymykají našim každodenním představám o prostoru a čase."
A k čemu je to všechno vlastně dobré? Třeba ke kvantovému počítání. Fyzici jsou přesvědčeni, že lepší poznání kvantových dějů, jako je kvantová provázanost, jim pomůže při konstrukci kvantových počítačů a výpočetních sítí, mezi jejímiž uživateli by mohla probíhat naprosto bezpečná a ničím nerušená komunikace. Profesor Zeilinger k tomu trefně poznamenává: "Něco takového rozproudí lidem mysl a pak z ničeho nic někdo dostane nápad, jak toho využít při kvantovém počítání nebo podobných věcech."
Autor: Josef Kučera
