Wigner'ın arkadaş paradoksu: nesnel bir gerçeklik var mı?

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

gerçeklik nedir? Ve bu soruya kim cevap verebilir? Geçen yıl, İskoçya'daki Heriot-Watt Üniversitesi'ndeki bilim adamları, nesnel gerçekliğin var olmayabileceğini öne süren ilginç bir deneyi test ettiler.

Bu fikrin bir zamanlar sadece bir teori olmasına rağmen, şimdi araştırmacılar onu üniversite laboratuvarının duvarlarına aktarabildiler ve bu nedenle test ettiler. Kuantum dünyasında farklı konumlardan yapılan ölçümler farklı sonuçlar verdiğinden, ancak aynı zamanda eşit derecede doğru olduğundan, yapılan deney, kuantum fiziği dünyasında iki kişinin aynı olayı ve farklı sonuçları gözlemleyebileceğini gösterdi; ancak bu iki olaydan hiçbiri yanlış olarak algılanamaz.

Başka bir deyişle, iki kişi iki farklı gerçeği görürse hangisinin doğru olduğu konusunda anlaşamazlar. Bu paradoks "Wigner'ın arkadaşı paradoksu" olarak biliniyor ve şimdi bilim adamları bunu deneysel olarak kanıtladılar.

Kuantum mekaniği, atomların, iyonların, moleküllerin, elektronların, fotonların, yoğun maddenin ve diğer temel parçacıkların temel özelliklerini ve davranışlarını tanımlayan teorik fiziğin bir dalıdır.

Wigner'ın arkadaş paradoksu

1961'de fizikte Nobel Ödülü sahibi Eugene Wigner, nesnel gerçekliğin ne olduğunu ciddi bir şekilde sorguladı. Bilim adamı, iki insanın iki farklı gerçeği gözlemleyebileceği ve ikisinin de teknik olarak yanlış olmayacağı fikrini içeren kuantum mekaniğindeki en tuhaf deneylerden birini önerdi. Ama nasıl?

Wigner'in arkadaş paradoksu adı verilen bir düşünce deneyinde, laboratuvardaki iki bilim adamı, ışığın en küçük nicel birimi olan bir fotonu inceler. Bu polarize fotonun, ölçüldüğünde, yatay polarizasyona veya dikey polarizasyona sahip olabilmesi dikkat çekicidir. Ancak ölçümden önce, kuantum mekaniği yasalarına göre, her iki polarizasyon durumunda da aynı anda bir foton var - sözde süperpozisyonda.

Böylece Wigner, arkadaşının başka bir laboratuvardaki bu fotonun durumunu nasıl ölçtüğünü ve sonucu hatırladığını hayal ederken, Wigner kendisi uzaktan gözlemler. Aynı zamanda Wigner, arkadaşının ölçümü hakkında herhangi bir bilgiye sahip değildir ve bu nedenle fotonun ve ölçümünün tüm olası deneysel sonuçların bir süperpozisyonunda olduğunu varsaymak zorunda kalır.

Ancak bu, fotonun polarizasyonunu gerçekten ölçen ve kaydeden Wigner'ın arkadaşının bakış açısıyla tam bir tezat oluşturuyor! Hatta arkadaş Wigner'ı arayıp ölçümün yapıldığını söyleyebilir (sonucun açıklanmaması şartıyla). Böylece, iki gözlemcinin ortaya koyduğu olguların nesnel statüsü hakkında şüphe uyandıran, birbiriyle çelişen iki gerçek elde ederiz.

2019 yılına kadar - İsveçli bilim adamları laboratuvarda aynı deneyi yapana kadar - Wigner'in arkadaşının paradoksunun tamamen bir düşünce deneyi olması dikkat çekicidir. Tıpkı Avusturyalı teorik fizikçi Edwin Schrödinger tarafından önerilen dünyaca ünlü deney gibi.

Schrödinger'in kedisi, kuantum mekaniğinin saçmalığını anlatan bir düşünce deneyidir. Bir kediniz ve bir kutunuz olduğunu hayal edin. Kutuya bir kedi, radyoaktif bir madde ve zehirli bir şişe açan özel bir mekanizma koydunuz. Kapalı bir kutuda radyoaktif bir atomun bozunması durumunda - ve bu her an olabilir - mekanizma zehir içeren kabı açar ve kedi ölür. Ancak bir radyoaktif atomun bozunup bozulmadığını ancak kutunun içine bakarak anlayabilirsiniz. Bu noktaya kadar kuantum fiziğinin ilkelerine göre kedi hem canlıdır hem de ölüdür, yani süperpozisyondadır.

Nesnel gerçeklik yok mu?

Araştırmacılar, laboratuvarda iki alternatif gerçeklik yaratmak için altı dolaşık foton kullandılar. Bir gerçeklik Wigner'ın gerçekliğini, diğeri ise arkadaşının gerçekliğini temsil ediyordu. Wigner'ın arkadaşı fotonun polarizasyonunu ölçtü ve sonucu kaydetti, ardından Wigner, ölçümün ve fotonun süperpozisyonda olup olmadığını belirlemek için bir girişim ölçümü yaptı.

Bilim adamları ekibi tarafından elde edilen sonuçlar karıştırıldı. Eugene Wigner'ın öngördüğü gibi, uzlaşmaz sonuçlara yol açsalar bile her iki gerçekliğin bir arada var olabileceği ortaya çıktı. Ama barışabilirler mi?

Gözlemcilerin sonunda bazı temel gerçekliğe ilişkin ölçümlerini uzlaştırabilecekleri fikri, birkaç varsayıma dayanmaktadır.

Birincisi, evrensel gerçekler vardır ve gözlemciler bunlar üzerinde hemfikir olabilir.

İkincisi, bir gözlemcinin yaptığı seçim, diğer gözlemcilerin yaptığı seçimi etkilemez - bu varsayıma fizik yerellik adını verir. Yani herkesin hemfikir olabileceği nesnel bir gerçeklik varsa, o zaman tüm bu varsayımlar doğrudur.

Ancak Science Advances dergisinde yayınlanan Heriot-Watt Üniversitesi'nden bilim adamlarının çalışmalarının sonuçları, nesnel gerçekliğin var olmadığını gösteriyor. Başka bir deyişle, deney, bir veya daha fazla varsayımın - hemfikir olabileceğimiz bir gerçeklik olduğu fikri, özgür seçimimiz olduğu fikri veya yerellik fikri - yanlış olması gerektiğini öne sürüyor.

Araştırmacılar çalışmalarında, "Bilimsel yöntem, gözlemleri kimin yaptığına bakılmaksızın, tekrarlanan ölçümlerle oluşturulan evrensel olarak kabul edilmiş gerçeklere dayanır" diye yazıyor.

Sizi bilmem ama benim başım dönüyor çünkü elde edilen sonuçlar kuantum fiziği alanında nesnel gerçeklik diye bir şeyin olmadığının gerçek kanıtlarını sunuyor.