Az időrend szuperpozícióban – de tényleg?
A fizikusokat régóta foglalkoztatja, valóban szükségszerű-e, hogy előbb A történjen, majd B, vagy a kvantumvilágban ez egyszerűen nem érvényes. Eddig csak olyan rendszereket tudtak vizsgálni, ahol a fotonnak ki kellett választania, hogy előbb az egyik vagy a másik műveleten esik át, és ennek megfelelően szervezték a pályáját. Mindeddig azonban csak konkrét elrendezésekben figyelték meg az események időrendi összemosódását, általánosságban nem tudták bizonyítani, hogy ez minden kvantumrendszerre igaz.
Bell-egyenlőtlenség új köntösben
A Bécsi Egyetem kutatói most továbbléptek: a jól ismert Bell-egyenlőtlenség módszerét alkalmazták arra, hogy általánosan vizsgálják az időbeli sorrend szuperpozícióját. Bell eredetileg azt bizonyította, hogy egy bizonyos mérési korreláció eltérésével kizárható, hogy a kvantumviselkedést ismeretlen, “rejtett” tényezők magyarázzák, amelyek nem lépik át a fénysebességet. A bécsi csapat létrehozott egy olyan kvantumrendszert, ahol két összefonódott foton közül az egyik először áteshetett az A, majd a B műveleten, vagy fordítva – a sorrend attól függött, milyen polarizációval indult. A második foton mérése alapján pedig visszafejthető volt, mi történt az elsővel.
Az eredmények megdöbbentőek: 18 szórással tért el az a mérési arány attól, amit a klasszikus Bell-elmélet jósolna, vagyis a mért adatok szerint az időrend szuperpozíciója ténylegesen létezik, és a kvantummechanika alapvető sajátossága.
Még mindig vannak nyitott kérdések
Mindazonáltal a kísérlet több kiskaput meghagyott, akárcsak régen az összefonódásnál. Például a fotonoknak csupán 1%-a jutott át a vizsgálaton, így lehet, hogy éppen azok vesztek el, amelyek helyreállították volna a klasszikus korrelációt. Ráadásul a hardver sem volt kellően szeparálva ahhoz, hogy teljesen ki lehessen zárni a fénysebesség alatti kölcsönhatásokat, és maguk az időrendi kísérletek is hordoznak technikai különlegességeket.
Hasznos lehet az időbeli káosz?
Ami történt, az alaposan felborította az eddigi elképzeléseket, de nem csupán elméleti érdekességről van szó. Az itt használt eszközökről már bebizonyosodott, hogy az időrend nélküli folyamatok sokszor hatékonyabbak lehetnek: például adatcsatornák megkülönböztetésében, a kommunikációs komplexitás csökkentésében, zajok elleni védekezésben, kvantumkulcs-elosztásban, összefonódás előállításában és még számos gyakorlati alkalmazásban.
Vagyis az, hogy a kvantumvilág “összezavarodik” az idővel, paradox módon rendkívül hasznosnak bizonyulhat.
