Posted by დაახლოებით 7 მილიარდი სინათლის წლით დაშორებული უკაშკაშესი კვაზარების გამოსხივების შესწავლამ, კვანტური გადახლართულობის თეორიის კონცეფცია გააძლიერა – როგორც ჩანს, აინშტაინის მიერ აღწერილი მოვლენა, რომელსაც მან ”შემზარავი შორეული ურთიერთქმედება” უწოდა, კვანტური თეორიიდან მალე გამოაძევებს კლასიკურ განმარტებას, რომელსაც ”არჩევანის თავისუფლების ხარვეზი ეწოდება”.
რა ხდება, როდესაც რამე, კვაზარებით იზომება.
კვანტური კავშირები
კვანტური მექანიკის უამრავი დამაბნეველი თეორიული განშტოებიდან, კვანტური გადახლართულობა ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესოა. ეს მოვლენა თავს იჩენს ორ ნაწილაკს შორის ურთიერთქმედებისას – რაც არ უნდა დიდი იყოს მათ შორის მანძილი, გადახლართულ ნაწილაკებს შორის ინფორმაციის გაცვლა მაინც მყისიერად ხდება, რაც, თითქოს-და, ეჭვქვეშ აყენებს ფიზიკის ერთ-ერთ ყველაზე ფუნდამენტურ კანონს, რომელიც ამბობს, რომ ინფორმაციის გადაცემა სინათლის სიჩქარეზე სწრაფად შეუძლებელია.
რამდენად განსაცვიფრებლადაც არ უნდა ჟღერდეს – კვანტური გადახლართულობის თეორია დამტკიცებულია და არა ერთხელ. მკვლევარები წლების განმავლობაში გადახლართავდნენ ორ ნაწილაკს და შემდეგ თითოეულის თვისებებს მეორისგან დამოუკიდებლად იკვლევდნენ. ყველა შემთხვევაში, ერთი ნაწილაკის მდგომარეობის შეფასებით მიღებული მონაცემები, კავშირში იყო მასთან გადახლართული მეორე ნაწილაკის თვისებებთან.
ჯერ კიდევ 1964 წელს, აინშტაინის მიერ კვანტური გადახლართულობის ჰიპოთეზის კრიტიკული განხილვის შემდეგ, ფიზიკოსმა ჯონ ბელმა საპირისპირო მოსაზრება წამოაყენა – შესაძლებელია თუ არა, რომ ნაწილაკებს შორის ასეთი ურთიერთქმედების მიზეზი იყოს არა ე.წ. ”გადახლართულობა”, არამედ სხვა, ფიზიკის აქამდე აღმოუჩენელი კანონები? მითუმეტეს, რომ ჰიპოთეზის თეორიზაციის პროცესი ხარვეზებს, ე.წ. ”ხვრელებს” შეიცავს?
არჩევანის თავისუფლება
ამ ხარვეზებიდან ერთ-ერთი ყველაზე რთულად გასასწორებელი ე.წ. ”არჩევანის თავისუფლებაა”, რომლის მიხედვითაც, ფარული კლასიკური ცვლადი გავლენას ახდენს ექსპერიმენტის ჩამტარებელზე, რომლის გამოტანილი დასკვნებიც მის მიერ სავარაუდოდ გადახლართული ნაწილაკების გაზომვის თანმიმდევრობაზეა დამოკიდებული. შესაბამისად, შეიძლება უბრალოდ ადგილი ჰქონდეს არაგადახლართული ნაწილაკების თვისებების და არა ქცევის მსგავსებას.
არჩევანის თავისუფლების ხარვეზის გამოსწორების მიზნით ახალი ექსპერიმენტების ავტორებმა ექსტრემალურად შორეული კვაზარები (გალაქტიკების წარმოუდგენლად კაშკაშა და აქტიური ბირთვები) გამოიყენეს. ამჯერად, მეცნიერებმა თვითონ კვაზარების გამოსხივებას მისცეს საშუალება ”გადაეწყვიტა”, თუ სავარაუდოდ გადახლართული ნაწილაკების რომელი თვისება უნდა გაეზომათ ექსპერიმენტატორებს და რა თანმიმდევრობით. ამგვარად, ცდებიდან სრულიად მოაშორეს ცნება ”ადამიანის ფაქტორი”, რამაც სრულიად გაანეიტრალა არჩევანის თავისუფლების ხარვეზი. უფრო გასაგებად რომ ავხსნათ, კვაზარების მიერ გამოსხივებულმა სინათლემ დედამიწელ ექსპერიმენტატორებამდე მოსასვლელად 7,8 და 12,2 მილიარდი სინათლის წელის მანძილი გამოიარა. შესაბამისად, კვანტური ნაწილაკი, ყველა თავისი მახასიათებლით, ვერანაირად ვერ დაემორჩილებოდა შორეულ პლანეტაზე მილიარდობით წლის შემდეგ დაბადებული მეცნიერების ”ნებას”.
“თუ ისევ აღმოცენდება კონსპირაციული თეორიები, რომლებიც კვანტური თეორიის მიღწევებს კლასიკური მექანიზმების საფუძველზე განიხილავს, ავტორებს შეუძლიათ 7,8 მილიარდი წლით წარსულში გადაინაცვლონ და იქიდან წამოიღონ თავიანთი მტკიცებულებები. ჩვენ კვანტური გადახლართულობის თეორიის უძლიერესი და მართებული მტკიცებულებები მოვიპოვეთ. ამ მონაცემებით, 100 ტრილიონიდან 1-ია იმის ალბათობა, რომ კლასიკურმა ფიზიკურმა პროცესებმა ახსნას ჩვენს მიერ დაკვირვების შედეგად მიღებული მონაცემები” – ამბობს ექსპერიმენტატორი ალან გუთი, მასაჩუსეთსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (MIT) ფიზიკის პროფესორი.
“ჩვენი დედამიწა დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლისაა, შესაბამისად, ნებისმიერი კლასიკური ცვლადი, ხარვეზი თუ ”ფიზიკის ჯერ კიდევ უცნობი კანონი”, რომელიც გავლენას მოახდენდა ჩვენს მიერ ჩატარებული კვანტური გადახლართულობის ექსპერიმენტების შედეგებზე, თვით დედამიწის წარმოშობამდე დიდი ხნით ადრე უნდა წარმოქმნილიყო. ასე რომ, ალტერნატიული განმარტებებისთვის კოსმოსის ადრეულ ისტორიაში მოგზაურობა იქნება საჭირო”. – აღნიშნავს ალან გუთის კოლეგა და თანაავტორი, დევიდ კაიზერი.
წითელი თუ ლურჯი?
ექსპერიმენტის ჩასატარებლად მეცნიერებმა ორი 4 მეტრიანი სარკის მქონე ტელესკოპი გამოიყენეს: უილიამ ჰერშელის ტელესკოპი (WTH) და გალილეოს ნაციონალური ტელესკოპი (TNG), რომლებიც ერთმანეთისგან 1 კილომეტრის მოშორებით, ესპანეთში, ლა-პალმას მთის მასივებზეა განთავსებული. უკვე ათწლეულებია ეს ტელესკოპები მილიარდობით სინათლის წლებით დაშორებულ კვაზარებზეა დამიზნებული.
ექსპერიმენტის ძირითადი ნაწილი ამ ტელესკოპებს შორის არსებულ მიმღებ სადგურზე ჩატარდა: ტელესკოპების მიერ შეგროვებული კვაზარების გამოსხივების ნაკადისაგან, მიმღებ სადგურზე, გადახლართული ნაწილაკები (ამ გამოსხივებათა ფოტონები) შექმნეს და მერე ისევ უკან, ტელესკოპებზე განთავსებული მგრძნობიარე ხელსაწყოებისკენ ერთდროულად მიმართეს, სადაც დეტექტორები აანალიზებდა, იყო თუ არა შემოსული სინათლის ნაკადი უფრო წითელი თუ უფრო ლურჯი ბაზისთან (სადგურზე მიღებულთან) შედარებით (დოპლერის ეფექტი).
ფოტონების გადახლართულობის დასდასტურებლად, თითოეული ფოტონის დაფიქსირების კვალდაკვალ, მიმღებზე ავტომატურად ხდებოდა პოლარიზატორების თანაბარი კუთხით გასწორება. პოლარიზატორი, ფოტონის ელექტრული ველის ორიენტაციის გაზომვის საშუალებას იძლევა, რომელთა დამთხვევაც გადახლართულობის ნიშანია. მკვლევარებმა ექსპერიმენტის განმავლობაში თითოეული კვაზარის 17 000 და 12 000 (შესაბამისად) ფოტონური წყვილი შეაფასეს (ელექტრომაგნიტური ტალღების პოლარიზაცია).
შემდეგი ნაბიჯები
ეს არ არის არჩევანის თავისუფლების ხარვეზის გამოსწორების პირველი მცდელობა – ანალოგიური ექსპერიმენტები გასულ წლებშიც განხორციელდა, რომელშიც 600 წლის ვარსკვლავის გამოსხივების ფოტონების პარამეტრები გაზომეს. თუმცა, იმისთვის, რომ ეს ფანჯარა საბოლოოდ დაიხუროს, კიდევ რამდენიმე ექსპერიმენტის ჩატარება იგეგმება, მათ შორის უმნიშვნელოვანესი იქნება მიკროტალღური კოსმოსური ფონის რადიაციაზე დაფუძნებული კვანტური გადახლართულობის ექსპერიმენტები (მოკლედ კვანტური მექანიკის შესახებ).