Ami mögöttünk van: egy elfeledett forradalom
A kvantumelmélet különös paradoxonjai már születésekor is megosztották a tudósokat. Noha rengeteg kísérlet igazolta előrejelzéseit, a mélyebb jelentéséről máig nincs egyetértés. Van, aki szerint a tudatunk aktív részese a fizikai világ létrejöttének, míg mások multiverzumokat vizionálnak a rejtélyek magyarázatára. Mégis, lehet, hogy mindez elkerülhető lett volna, ha száz évvel ezelőtt nem felejtik el egy francia fizikus gondolatait.
Ez a fizikus Louis de Broglie volt, aki 1924-ben előállt az irányítóhullám (pilot wave) elméletével. Szerinte minden részecske – például egy elektron – egy „pilótahullámmal” halad előre. A részecske mindig egyetlen helyen létezik, a furcsa kvantumos viselkedést pedig maga a hullám hozza létre. Szerinte egyáltalán nem szükséges, hogy egy megfigyelő „létrehozza” a részecskét. Bár a hullámszerű viselkedést gyorsan kísérletileg is igazolták, de Broglie összetettebb gondolatait mégis mellőzték.
A magyarázatok sokfélesége: elképesztő ellentmondások
A tudomány történetében szinte példátlan, hogy egy egységes elmélet, mint a kvantummechanika, ennyi eltérő értelmezést váltson ki. A klasszikus fizika világában Newton és Descartes vitái hamar lezárultak, de a kvantumvilág értelmezései ma is harcban állnak egymással. Az egyik legnagyobb rejtély a mérési probléma: ha egy részecske egyszerre sok helyen van, miért látjuk csak egy helyen a mérésekor?
Itt csúszott félre a történet: Erwin Schrödinger megalkotta a híres hullámegyenletet, amelyben a részecskék minden lehetséges helyen egyszerre jelen vannak – legalábbis matematikailag. Ezzel háttérbe szorult az a kézenfekvő magyarázat, amit még de Broglie ajánlott: hogy a részecske valójában mindig pontszerű, csak a hullám bonyolítja meg a képet. Schrödinger gyakorlatilag háttérbe tolta a részecskéket mint alapvető objektumokat, és ezzel évtizedes bizonytalanságot okozott.
Közöny és elszigeteltség: miért felejtették el de Broglie-t?
Mi lehet az oka annak, hogy de Broglie eredeti, egyszerűbb elméletét félretolták? Egyrészt saját szűkös kapcsolatai is szerepet játszottak: Párizsban viszonylagos magányban dolgozott, a francia elméleti fizika akkoriban háttérbe szorult a világ nagy központjaihoz képest. Ráadásul írásait alig olvasták; csak Einstein figyelt fel jelentőségére, és ajánlotta Schrödingernek is.
Az uralkodó tudományos közhangulat sem kedvezett egy radikálisan új szemléletnek. A fizikus közösség inkább leegyszerűsítve értelmezte de Broglie eredményeit, a mélyebb jelentést teljesen elveszítve. Ez vezetett oda, hogy manapság alig néhány kutató – például Antony Valentini – igyekszik újra a középpontba állítani az irányítóhullám-elméletet.
Egy magányos küzdelem új bizonyítékokért
Antony Valentini, az Imperial College London professzora, egész pályáját de Broglie nézeteinek felkarolására tette fel. Szerinte az irányítóhullám-elmélet nem egyszerű alternatíva a kvantumelmélethez képest, hanem annak általánosabb esete. Izgalmas lehetőségeket rejt, amelyekre akár kísérleti bizonyítékot is találhatunk a jövőben. Mégis, törekvéseit gyakran értetlenség fogadja.
Valentini szerint a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (CMB) tanulmányozása lehet az a terület, ahol a de Broglie-féle elmélet eltérései valóban megmutatkozhatnak. Egyes furcsaságok, amelyek a nagy bummkor keletkezett ősi sugárzásban láthatók, akár az irányítóhullám-elmélet figyelmeztető jelei is lehetnek. Bár az adatok jelenleg túl zajosak ahhoz, hogy végső választ adjanak, tíz éven belül akár döntő bizonyítékok is születhetnek.
Új paradigma vagy szép illúzió?
A kérdés nyitott marad: valóban az irányítóhullám-elmélet írja le a világot, vagy csupán egy részleges közelítés? Önmagában már az is érdekes, hogy a kvantumelméletet évtizedek óta sikeresen alkalmazzuk, mégsem tudjuk pontosan, mit jelent. Mégis, Valentini szerint lehetséges, hogy az irányítóhullám-modell olyan, mint Boltzmann billiárdgolyós gázmodelljei voltak a 19. században: egyszerű, de fontos igazságokat tartalmaz.
Következésképpen a kvantumfizika legmélyebb kérdései továbbra is nyitottak maradnak. Elképzelhető, hogy a jövő nagy áttörését épp egy elfeledett, százéves elmélet hozza el.
