Fysiikan haamulle pienin sallittu nopeus

Olipa kerran Sveitsissä hiukkanen, joka lähti matkalle Jussyn kylään. Samaan aikaan sen ”lomittunut” kaverihiukkanen lähti toiseen suuntaan, Satignyn kylään. Jussyssä ensimmäiselle hiukkaselle kävi hassusti, se joutui mitattavaksi. Tieto tästä ei mitenkään voinut ehtiä kaverille. Jotenkin se kuitenkin tiesi. Tämä huomattiin, kun myös kaveri joutui mittauksen kohteeksi. Sen pituinen se.

Edellä oleva ei ole satu, vaan kokeellista fysiikkaa. Uudella kokeella osoitettiin entistäkin varmemmin, että kvanttifysiikka tosiaan on niin kummallista kuin se on.

Arkijärki helisee, jos sen kanssa yrittää ymmärtää mitä pienissä sveitsiläiskylissä tapahtui – ja tapahtuu ihan kaikkialla ympärillämme ja sisällämme koko ajan.

Kvanttifysiikka on kummallista ja vaikeaa. Vaikeuksista ensimmäinen on ymmärtää, kuinka kummallista kvanttimekaniikka onkaan.

Yhdeltä hiukkaselta mitataan jotain ja saadaan tulos (esimerkiksi ”spin ylös”). Jos ensimmäisen hiukkasen kanssa tekemisissä ollut lomittunut hiukkanenkin mitataan, saadaan aina väistämättä eri tulos (”spin alas”). Entä sitten? Ne nyt vaan jotenkin ”pyörivät” eri suuntiin.

Vaan kun ei. Kvanttifyysikot vakuuttavat, että ominaisuus syntyy vasta kun se mitataan (mitä ikinä ”mittaaminen” sitten tarkoittaakaan). Voitaisiin mitata jotain ihan muuta, mikä olisi tehnyt ensimmäisen mittauksen ihan mahdottomaksi.

Täällä hauki – simsalabim – toisaalla ahven. Täällä harakka – simsalabim – toisaalla varis. Mutta ensin pitää päättää mitä mitataan. Lintu vai kala?

Palataan Sveitsiin. Kaikki fyysikot eivät ole luovuttaneet, vaan haluavat palauttaa syyn ja seurauksen perustaviin luonnonlakeihin. Kuinka hurja teoria vaadittaisiin selittämään lomittuneiden hiukkasten seurustelun ennakoitavasti ilman haamuja?

Tiedon pitäisi kulkea niiden välillä ja tiedonkululla on nopeus. Juuri tämän kuvitteellisen nopeuden minimiä fyysikot Sveitsissä pyrkivät selvittämään.

Kokeen hiukkaset olivat valoa ja ne matkustivat Juissyyn ja Satignyyn kaapelia pitkin. Sitten mitattiin, menivätkö ne mittarissa tätä reittiä vai tuota reittiä, vaiko sittenkin aaltona molempia reittejä yhtäaikaa.

Aikaisemmista kokeista on jo nähty, että valonnopeus ei riitä mihinkään, kun puhutaan lomittuneiden hiukkasten mahdollisesta kommunikaatiosta.

Koska pitäisi mennä lujaa, Sveitsin kokeiden tulkintaan tarvitaan suhteellisuusteoriaa.

Lopputulos: jos Jussyn ja Satignyn hiukkanen keskustelivat keskenään, viesti kulki todennäköisesti vähintään kymmentuhatkertaisella valonnopeudella. Aika haipakkaa.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

Lähde: Salart, D., Baas, A., Branciard, C., Gisin, N. ja Zbinden, H. 2008: Testing the speed of ”spooky action at a distance”, Nature 454: 861-864

(Lomittuminen: entanglement)

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: