Bisakah dua versi realitas ada pada saat bersamaan? Fisikawan mengatakan mereka dapat - pada tingkat kuantum, yaitu.
Para peneliti baru-baru ini melakukan eksperimen untuk menjawab pertanyaan fisika teoritis puluhan tahun tentang kenyataan duel. Eksperimen pemikiran rumit ini mengusulkan bahwa dua orang yang mengamati foton yang sama dapat sampai pada kesimpulan yang berbeda tentang keadaan foton itu - namun kedua pengamatan mereka akan benar.
Untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah mereplikasi kondisi yang dijelaskan dalam eksperimen pemikiran. Hasil mereka, yang diterbitkan 13 Februari dalam jurnal pracetak arXiv, membenarkan bahwa bahkan ketika pengamat menggambarkan keadaan yang berbeda dalam foton yang sama, kedua realitas yang saling bertentangan bisa benar.
"Anda dapat memverifikasi keduanya," kata rekan penulis studi, Martin Ringbauer, seorang peneliti pascadoktoral dengan Departemen Fisika Eksperimental di University of Innsbrück di Austria, kepada Live Science.
Teman Wigner
Gagasan membingungkan ini adalah gagasan Eugene Wigner, pemenang Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1963. Pada tahun 1961, Wigner telah memperkenalkan eksperimen pemikiran yang kemudian dikenal sebagai "teman Wigner." Dimulai dengan foton - partikel cahaya. Ketika seorang pengamat di laboratorium yang terisolasi mengukur foton, mereka menemukan bahwa polarisasi partikel - sumbu yang berputar - adalah vertikal atau horizontal.
Namun, sebelum foton diukur, foton menampilkan kedua polarisasi sekaligus, seperti yang ditentukan oleh hukum mekanika kuantum; ia ada dalam "superposisi" dari dua keadaan yang mungkin.
Setelah orang di lab mengukur foton, partikel mengasumsikan polarisasi tetap. Tetapi bagi seseorang di luar laboratorium tertutup yang tidak mengetahui hasil pengukuran, foton yang tidak terukur masih dalam keadaan superposisi.
Pengamatan orang luar itu - realitas mereka - karena itu menyimpang dari kenyataan orang di lab yang mengukur foton. Namun, tak satu pun dari pengamatan yang bertentangan itu dianggap salah, menurut mekanika kuantum.
Status yang diubah
Selama beberapa dekade, proposal Wigner yang membengkokkan pikiran itu hanyalah eksperimen pemikiran yang menarik. Tetapi dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan penting dalam fisika akhirnya memungkinkan para ahli untuk menguji proposal Wigner, kata Ringbauer.
"Kemajuan teoritis diperlukan untuk merumuskan masalah dengan cara yang dapat diuji. Kemudian, sisi eksperimental membutuhkan pengembangan pada kontrol sistem kuantum untuk mengimplementasikan sesuatu seperti itu," jelasnya.
Ringbauer dan rekan-rekannya menguji ide asli Wigner dengan eksperimen yang bahkan lebih keras yang menggandakan skenario. Mereka menunjuk dua "laboratorium" di mana percobaan akan berlangsung dan memperkenalkan dua pasang foton terjerat, yang berarti bahwa nasib mereka terkait, sehingga mengetahui keadaan satu secara otomatis memberitahu Anda keadaan yang lain. (Foton dalam pengaturan itu nyata. Empat "orang" dalam skenario - "Alice," "Bob" dan "teman" masing-masing - tidak nyata, tetapi sebaliknya mewakili pengamat percobaan).
Dua teman Alice dan Bob, yang terletak "di dalam" masing-masing lab, masing-masing mengukur satu foton dalam pasangan terjerat. Ini mematahkan keterikatan dan meruntuhkan superposisi, yang berarti bahwa foton yang mereka ukur ada dalam keadaan polarisasi yang pasti. Mereka merekam hasilnya dalam memori kuantum - disalin dalam polarisasi foton kedua.
Alice dan Bob, yang "berada di luar" laboratorium tertutup, kemudian diberi dua pilihan untuk melakukan pengamatan mereka sendiri. Mereka dapat mengukur hasil teman-teman mereka yang disimpan dalam memori kuantum, dan dengan demikian sampai pada kesimpulan yang sama tentang foton terpolarisasi.
Tapi mereka juga bisa melakukan percobaan sendiri di antara foton yang terjerat. Dalam percobaan ini, yang dikenal sebagai eksperimen interferensi, jika foton bertindak sebagai gelombang dan masih ada dalam keadaan superposisi, maka Alice dan Bob akan melihat pola karakteristik pinggiran terang dan gelap, di mana puncak dan lembah gelombang cahaya ditambahkan. atau membatalkan satu sama lain. Jika partikel telah "memilih" keadaan mereka, Anda akan melihat pola yang berbeda daripada jika tidak. Wigner sebelumnya mengusulkan bahwa ini akan mengungkapkan bahwa foton masih dalam keadaan terjerat.
Para penulis studi baru menemukan bahwa bahkan dalam skenario dua kali lipat mereka, hasil yang dijelaskan oleh Wigner dipegang. Alice dan Bob bisa sampai pada kesimpulan tentang foton yang benar dan dapat dibuktikan dan yang masih berbeda dari pengamatan teman-teman mereka - yang juga benar dan dapat dibuktikan, menurut penelitian.
Mekanika kuantum menggambarkan bagaimana dunia bekerja pada skala yang sangat kecil sehingga aturan normal fisika tidak berlaku lagi; selama beberapa dekade, para ahli yang mempelajari bidang ini telah menawarkan banyak interpretasi tentang apa artinya itu, kata Ringbauer.
Namun, jika pengukuran itu sendiri tidak absolut - seperti temuan baru ini menunjukkan - yang menantang makna mekanika kuantum.
"Tampaknya, berbeda dengan fisika klasik, hasil pengukuran tidak dapat dianggap sebagai kebenaran absolut tetapi harus dipahami relatif terhadap pengamat yang melakukan pengukuran," kata Ringbauer.
"Kisah-kisah yang kami ceritakan tentang mekanika kuantum harus beradaptasi dengan itu," katanya.
