2022 წლის ნობელის პრემია ფიზიკაში კვანტური მექანიკის პიონერული ექსპერიმენტებისთვის, ანუ თეორიებისთვის, რომლებიც ატომებისა და ნაწილაკების მიკრო სამყაროს მოიცავს, მეცნიერთა სამეულს გადაეცა. კვანტური მექანიკის სამყარო მართლაც ძალიან უცნაურად გამოიყურება. სკოლაში გვასწავლიან, რომ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ფორმულები ფიზიკაში, რათა ზუსტად ვიწინასწარმეტყველოთ, როგორ მოიქცევა საგანი მომავალში, მაგალითად, საით წავა ბურთი, თუ მას გორაკზე დავაგორებთ.
კვანტური მექანიკა კი ამისგან განსხვავებულია. ცალკეული პროგნოზების ნაცვლად, ის კონკრეტულ ადგილებში სუბატომური ნაწილაკების პოვნის ალბათობას გვეუბნება. ნაწილაკი რამდენიმე ადგილზე ერთდროულად შეიძლება იყოს მანამ, სანამ ერთ ადგილს შემთხვევითად არ ავიღებთ და არ გავზომავთ.
ამით აინშტაინიც კი შეშფოთდა, როცა დარწმუნდა, რომ ეს არასწორი იყო. იმის ნაცვლად, რომ შედეგები შემთხვევითი ყოფილიყო, მას მიაჩნდა, რომ უნდა არსებულიყო გარკვეული „ფარული ცვლადები“, ძალები ან კანონები, რომლებსაც ჩვენ ვერ ვხედავთ და რომლებსაც ჩვენი გაზომვების შედეგებზე აქვს გავლენა.
თუმცა ზოგიერთმა ფიზიკოსმა კვანტური მექანიზმის შედეგი მიიღო, მაგალითად, ჯონ ბელმა 1964 წელს მნიშვნელოვანი გარღვევა მოახდინა — თეორიული ტესტი შეიმუშავა, რათა ეჩვენებინა, რომ ფარული ცვლადები, რომლებზეც აინშტაინი საუბრობდა, არ არსებობდა.
კვანტური მექანიკის მიხედვით, ნაწილაკები შეიძლება „ჩახლართული“ იყოს, იმგვარად დაკავშირებული, რომ ერთზე მანიპულირებით მეორეზეც იმოქმედებთ. ხოლო, თუ ამ ყველაფერს ნაწილაკებით ავხსნით, რომლებიც ერთმანეთთან ფარული ცვლადების მეშვეობით ურთიერთობს, ეს მათ შორის უფრო სწრაფ კომუნიკაციას მოითხოვს, რასაც აინშტაინის თეორია კრძალავს.
დიახ, კვანტური ჩახლართულობა გასააზრებლად საკმაოდ რთული ცნებაა, რომელიც არსებითად აკავშირებს ნაწილაკების თვისებებს, რაც არ უნდა შორს იყვნენ ისინი ერთმანეთისგან. წარმოიდგინეთ ნათურა, რომელიც მისგან საპირისპირო მიმართულებით მოძრავ ორ ფოტონს ასხივებს. თუ ეს ფოტონები ჩახლართული იქნება, მათ მანძილის მიუხედავად, პოლარიზაციის გაზიარება შეეძლებათ. ბელი კი ექსპერიმენტებს ამ ორ ფოტონზე განცალკევებულად ატარებდა და მათ შედეგებს ადარებდა, რათა დაემტკიცებინა, რომ ისინი გადაჯაჭვული იყო.
ხოლო ჯონ ქლოზერმა ბელის თეორია პრაქტიკაში გამოიყენა, როცა იგი ექსპერიმენტებს ცალკეულ ფოტონებზე ატარებდა, რაც თითქმის წარმოუდგენელი იყო… ბელის ცნობილი აზროვნების ექსპერიმენტიდან სულ რაღაც რვა წლის შემდეგ კი ქლოზერმა აჩვენა, რომ სინათლე მართლაც შეიძლებოდა ჩახლართულიყო. ეს შედეგები ინოვაციური იყო და მიღებული შედეგებისთვის რამდენიმე ალტერნატიული, უფრო ეგზოტიკური ახსნაც არსებობდა.
თუ სინათლე არ მოიქცეოდა ისე, როგორც ამაზე ფიზიკოსები ფიქრობდნენ, შესაძლოა, მისი შედეგები ჩახლართულობის გარეშე აგვეხსნა. ეს განმარტებები კი ცნობილია, როგორც ბელის ტესტის ნაკლი, აქ კი ალან ასპექტი იყო პირველი, ვინც ამას დაუპირისპირდა.
დიახ, ასპექტმა გენიალური ექსპერიმენტი მოიფიქრა, რათა ეს ხარვეზი გამოერიცხა. მან აჩვენა, რომ ჩახლართული ფოტონები ერთმანეთთან ფარული ცვლადებით არ ურთიერთობდა. ეს იმას ნიშნავს, რომ ისინი მართლაც არიან დაკავშირებულნი.
მეცნიერებაში კი წარმოუდგენლად მნიშვნელოვანია იმ ცნებების შემოწმება, რომლებიც ჩვენ სწორად მიგვაჩნია და ამაში ასპექტზე უფრო მნიშვნელოვანი როლი ძალიან ცოტამ თუ ითამაშა.
კვანტური ტექნოლოგია
ჩვენ ერთხელ უკვე გამოვიყენეთ ჩვენი ცოდნა კლასიკური მექანიკის შესახებ მანქანებისა და ქარხნების შესაქმნელად, რამაც ინდუსტრიული რევოლუციაც კი გამოიწვია. ხოლო ელექტროობისა და ნახევარგამტარების ქცევის ცოდნამ შედეგად ციფრული რევოლუცია მოგვცა. კვანტური მექანიკის გაგება კი საშუალებას გვაძლევს, გამოვიყენოთ იგი ისეთი მოწყობილობების შესაქმნელად, რომლებსაც ახალი რაღაცების კეთება შეეძლება. დიახ, დღეს ბევრს სჯერა, რომ ეს კვანტური ტექნოლოგიების შემდგომ რევოლუციას გამოიწვევს.
შესაძლოა, იგი ინფორმაციების დამუშავებისთვისაც გამოვიყენოთ. ჩახლართულობაში მცირე ცვლილებების გამოვლენა, დიდი ალბათობით, სენსორებს საშუალებას მისცემს, ამოიცნოს საგნები იმაზე უფრო დიდი სიზუსტით, ვიდრე ოდესმე. ეს უსაფრთხოებასაც უზრუნველყოფს, რადგან კვანტური სისტემების გაზომვით შეგვიძლია დავადგინოთ, გვისმენს თუ არა ვინმე ჩუმად. ანტონ ზეილინგერის ნაშრომმა კი გზა გაუხსნა კვანტურ ტექნოლოგიურ რევოლუციას იმის ჩვენებით, თუ როგორ არის შესაძლებელი ჩახლართული სისტემების სერიის ერთმანეთთან დაკავშირება, ქსელის კვანტური ეკვივალენტის აგება.
ისიც უნდა ვაღიაროთ, რომ 2022 წელს ეს ყველაფერი სამეცნიერო ფანტასტიკას აღარ ჰგავს. ჩვენ უკვე პირველი კვანტური კომპიუტერები გვაქვს და Micius-ის სატელიტი ჩახლართულობას იყენებს, რათა მთელ მსოფლიოში უსაფრთხო კომუნიკაციები უზრუნველყოს. კვანტური სენსორები კი გამოიყენება აპლიკაციებში, დაწყებული სამედიცინო გამოსახულებიდან, დამთავრებული წყალქვეშა ნავების გამოვლენით.
საბოლოოდ, წელს ნობელის ჯგუფმა კვანტური ჩახლართულობის წარმოქმნის, მანიპულირების, ტესტირების პრაქტიკული საფუძვლების მნიშვნელობა აღიარა და ამასთან, რევოლუცია, რომლის განხორციელებასაც ის ეხმარება. შესაბამისად, ზემოთ ხსენებულმა ტრიომ ალან ასპექტმა, ჯონ ქლოზერმა და ანტონ ზეილინგერმა ამისთვის ნობელის პრემიაც მიიღეს.
