تجربة في الفيزياء الكمية وجدت نسختين من الواقع في الوقت ذاته

إن فِهمنا للواقع متحيز جدًا، فنحن نقوم بتشكيله اعتمادًا على حواسنا وثقافاتنا ورؤيتنا للعالم.

إذ كنت تعتقد أن العِلم سيمنحك حقيقة موضوعية دائمًا، فأظُنك قد ترغب في إعادة النظر باعتقادك.

تمكن الفيزيائيون أخيرًا من اختبار تجربة فكرية اُقترحت للمرةِ الأولى في عام 1961 من قبل يوجين وينر Eugen Wigner الحائز على جائزة نوبل. تُعرف التجربة باسم «Wigner’s Friend»

إن إعداد هذه التجربة ليس بشيءٍ مُعقدٍ للغاية، فتبدأ بنظام كمي له حالتان في حالة تراكب كمومي، ويجب أن تتواجد كلتا الحالتين في الوقتِ ذاته، حتى تُقاس.

في هذه التجربة، سيكون استقطاب الفوتون (المحور الذي يدور عليه) أفقيًا وعموديًا.

يوجد صديق ويغنر Wigner في المختبر لإجراء التجربة وفور أن يبدأ بقياسها، سينهار النظام ويثبت الفوتون في إحدى حالات النظام الكمي. لكن بالنسبة إلى ويغنر Wigner فهو خارج المختبر ولا يعرف نتيجة القياس، لا يزال النظام الكمي (الذي يتضمن المختبر أيضًا) في حالة من التراكب كمومي. وعلى الرغم من أن النتائج متناقضة، إلى أن كلتا النتيجتين صحيحة.

(هذا مشابه لقط شرودنغر، وهي تجربة فكرية أيضًا حول التراكب الكمومي فيما إذا كان شرودنغر وتجربة قطته الفكرية كلاهما داخل الصندوق).

لذلك، يبدو لنا في هذه التجربة أن هناك واقعين موضوعين، وهما صديق ويغنر وويغنر، يتواجدان في ذاتِ المكان والوقت. وهذه هي المشكلة.

لم يكن اختبار هذه التجربة أمرًا مُمكنًا لفترةٍ طويلة ٍجدًا. فليس من السهل إيجاد صيغة ميكانيكا الكم لويغنر Wigner حينما يرى صديقه يقوم بالتجربة. ولكن بفضل التطورات العلمية الأخيرة، تمكن الباحثون من بناء تجربة في ميكانيكا الكم من شأنها إعادة إنتاج تجربة Wigner’s Friend بالضبط.

يحتوي نظام هذه التجربة الحديثة على ستة فوتونات وأربعة مراقبين متشابكين، وأظهرت التجربة أنه في حين أن أحد أجزاء النظام أنتج قياسًا، أظهر الآخر أن القياس لم يتم. أي أنهُ قاس حقيقتين في الوقت ذاته. يجادل الفريق بأن هذا يعزز حالة نظريات الكم التي يعتمد إطارها بالفعل على المراقب.

كتب العلماء في ورقتهم البحثية، التي لم تخضع بعد للمراجعة ولكنها متاحة للقراءة على ArXi: «إن هذا يدعنا إلى التساؤل عن الحالة الموضوعية للحقائق التي أسستها التجربة الأولى المعتمدة على مراقبين اثنين».

هل يمكننا التوفيق بين نتائج التجربة المختلفة؟ أم أنها غير متوافقة أساسًا بحيث لا يمكن اعتبارها حقائق موضوعية ومستقلة عن المراقب؟

في حين أن العلم هو أفضل أداة لدينا لفهم الواقع، إلا أن تأثيرات وقيود المراقب في الفيزياء الكمية كانت معروفة لفترة طويلة. أظهرت النسبية أن المراقبين قد لا يواجهون أحداثًا متزامنة في نفس الوقت. وتخبرنا ميكانيكا الكم أن المراقبين يؤثرون على تجاربهم. يبدو الآن، على المستوى الكمومي على الأقل، أن حقيقتين مختلفتين يمكن أن تكونا حقيقيتين في آنٍ واحد.

المصادر: 1