[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Poprzez obserwację fotonów kosmicznego promieniowania tła.tego echawielkiego wybuchu, być może stwarzamy i wielki wybuch, i sam wszechświat.Jeżeli Wheeler marację, to Feynman był jeszcze bliżej prawdy, niż to sobie uświadamiał, gdy powiedział, żeeksperyment z dwiema szczelinami  zawiera jedyną tajemnicę".143Ryc.9.26.Wszechświat jako całość można uważać za eksperyment z opóz
nionym wyborem.Istnienie świadomychobserwatorów nadaje wszechświatowi realnośćZ
ledząc koncepcje Wheelera, zabłądziliśmy w sferę metafizyki i wyobrażam sobie, że wieluczytelników dochodzi do wniosku, że skoro wszystko opiera się na hipotetycznychdoświadczeniach myślowych, to możemy wybrać sobie taką grę, jaka nam się podoba i nie maistotnego znaczenia, którą interpretację rzeczywistości uznajemy.Potrzeba nam solidnychdowodów z prawdziwych eksperymentów, na których będziemy mogli się oprzeć, oceniając iwybierając najlepszą spośród metafizycznych opcji, które są nam dane.Tych solidnych dowodówdostarczyły nam eksperymenty Aspecta na początku lat osiemdziesiątych - wykazały one, żekwantowe osobliwości są nie tylko realne, ale także obserwowalne i mierzalne.144Rozdział dziesiątyKoronny dowódBezpośredni eksperymentalny dowód na paradoksalną rzeczywistość kwantowego światawywodzi się ze współczesnej wersji myślowego eksperymentu EPR, która opiera się na pomiarachnie położenia i pędu cząstek, ale spinu i polaryzacji - własności światła, która pod pewnymiwzględami jest odpowiednikiem spinu cząstki materialnej.David Bohm z Birkbeck College wLondynie opublikował pomysł pomiaru spinu w nowej wersji eksperymentu EPR w 1952 roku, aledopiero w latach sześćdziesiątych potraktowano poważnie możliwość wykonania tego rodzajudoświadczenia w celu sprawdzenia przewidywań teorii kwantowej.Koncepcyjny przełom nastąpił w1964 roku, dzięki pracy Johna Bella, fizyka pracującego w CERN-ie, Europejskim Centrum BadańJądrowych koło Genewy90.Jednak dla zrozumienia tych eksperymentów konieczna jest maładygresja, która pozwoli nam ustalić, co oznaczają słowa  spin" i  polaryzacja".Paradoks spinuTak się szczęśliwie składa, że w analizie tych eksperymentów niektóre spośród osobliwychwłaściwości spinu cząstki takiej jak elektron mogą zostać pominięte.Nie ma znaczenia, że cząstkamusi  obrócić się" dwa razy, zanim ponownie pokaże to samo oblicze.Istotny jest fakt, że spincząstki wyznacza kierunek w przestrzeni, w górę i w dół, analogicznie do kierunku północ-południewyznaczonego przez oś wirowania Ziemi.Umieszczony w polu magnetycznym elektron możeustawić swój spin tylko w dwóch możliwych stanach, równolegle lub antyrównolegle do kierunkupola,  w górę" lub  w dół" - jak to arbitralnie nazywamy.Wersja Bohma eksperymentu EPR bierzeza punkt wyjścia parę protonów złączonych w układzie zwanym stanem singletowym.Całkowitymoment pędu takiej pary protonów jest zawsze równy zeru.Możemy sobie wyobrazić rozpad paryna dwie części, które rozbiegają się w przeciwnych kierunkach.Każdy z dwóch protonów możemieć niezerowy moment pędu oraz spin, ale muszą one mieć spiny o tej samej wielkości iprzeciwnym znaku, aby ich łączny spin zawsze wynosił zero, tak jak na początku, gdy byłyzłączone91.W tym punkcie teoria kwantowa zgadza się z mechaniką klasyczną.Jeżeli znamy kręt jednejcząstki, to znamy także kręt drugiej, gdyż suma jest równa zeru.W jaki sposób mierzymy krętcząstki? W wersji klasycznej pomiar jest prosty.Ponieważ mamy do czynienia z cząstkami wtrójwymiarowym świecie, musimy zmierzyć trzy kierunki krętu.Te trzy składniki dodane do siebie(za pomocą algebry wektorów, której nie będziemy tutaj wprowadzać) dają całkowity kręt cząstki.Jednak w świecie kwantowym sytuacja jest inna.Po pierwsze, mierząc jedną składową spinu,90J.S.Bell,  Physics", 1964, t.1, s.195.91W tym przykładzie opieram się na bardzo jasnym i szczegółowym opisie eksperymentu Bella przedstawionymprzez Bernarda d'Espagnata w The Quantwn Theory and Realiry [Teoria kwantowa a rzeczywistość],  ScientificAmerican Offprint", nr 3066.Moja wersja jest jednakże bardzo uproszczona - artykuł d'Espagnata zawiera znaczniewięcej szczegółów.145zmieniamy pozostałe składowe; wektory spinu są własnościami komplementarnymi i nie da się ichmierzyć równocześnie, podobnie jak nie da się równocześnie mierzyć położenia i pędu.Po drugie,spin cząstek takich jak elektron i proton jest sam w sobie skwantowany.Jeśli zmierzymy spin wjakimkolwiek kierunku, otrzymamy tylko odpowiedz
 w górę" lub  w dół", czasami zapisywaną jako+1 lub - 1.Jeśli zmierzymy spin w pewnym kierunku, który nazwiemy umownie osią z, to możemyuzyskać odpowiedz
+ 1 (szansa na ten wynik wynosi dokładnie 1/2).Jeśli teraz zmierzymy spin winnym kierunku, na przykład wzdłuż osi y, a następnie ponownie dokonamy pomiaru wzdłuż osi z,którego wynik już  znamy", to okaże się, że równie dobrze możemy otrzymać +1, jak i -1.Powtórzmy pomiar wielokrotnie i zobaczmy, jakie wyniki otrzymamy.Mimo że przed pomiaremspinu w kierunku y wykonaliśmy pomiar w kierunku z i dowiedzieliśmy się, że był on  w górę",powtórny pomiar w kierunku z (wykonany po pomiarze w kierunku y) daje wynik  w górę" tylko wpołowie wypadków.Pomiar komplementarnego wektora spinu przywrócił nieokreślonośćpoprzednio zmierzonego stanu92.***Co się zatem dzieje, gdy próbujemy mierzyć spin jednej z naszych dwóch rozbiegającyeh sięcząstek? Możemy uznać, że stan składowych spinu każdej cząstki traktowanej osobno podlegaprzypadkowym fluktuacjom, które uniemożliwiają jakąkolwiek próbę pomiaru całkowitego spinujednej z cząstek.Jednak traktowane jako całość obie cząstki muszą mieć spiny dokładnie równe io przeciwnych znakach [ Pobierz całość w formacie PDF ]