Kvantmaailmas suudavad osakesed ajas rännata

Pilt on illustreriv. Foto: AFP / Scanpix

Ka meile tuttava maailma kõige elementaarsemad füüsikalised tõsiasjad ei pruugi kvant-tasandil paika pidada.

Meie maailmas kulgeb aeg kronoloogiliselt ja tänane päev eelneb homsele. Osakestemaailmas võivad aga olevik, minevik ja tulevik kõrvuti eksisteerida ning osakesed saavad ajas takistamatult edasi-tagasi liikuda. See idee võib lahendada füüsika ühe keerukaima ülesande: ühendada kvantmehaanika ja Einsteini relatiivsusteooria.

Me teame, et meie maa­ilmas toimuvad sündmused kronoloogilises järjekorras. Minevik mõjutab olevikku ja olevik omakorda tulevikku. See on asjade lihtne ja loogi­line järjekord.

Mis oleks, kui kujutleksid olukorda, kus kukud homme rattaga ja murrad jala, ent pead juba täna istuma, jalg kipsis?

Tundub jabur, ent ei saa välistada, et just nii käivad asjad kvanttasandil. Kvant­mehaanika on füüsika haru, mis tegeleb mikroosakeste käitumisega, ja nüüd on välja käidud uus teooria, mille järgi võivad mikromaailma osakesed, nagu elektronid ja footonid, liikuda ajas takistamatult edasi-tagasi, mõjutades ka füüsikalisi olekuid.

See teooria põhineb uuel tõlgendusel maailma kõige imelisemat tüüpi katsetest, milles toimub osakeste põimumine. Kui kaks elektroni neis katseis kokku põrkavad, põimuvad nende kvantolekud ja elektronid muutuvad lahutamatult seotuks. Nende olekud koordineeruvad. See põimumine püsib ka siis, kui elektronid asuvad teineteisest kilomeetrite kaugusel.

Enne seda, kui teadlased määravad kahe elektroni spinni, pöörlevad osakesed nii päri- kui ka vastupäeva. Spinn tehakse kindlaks alles mõõtmisega. Just sellel silma­pilgul, kui mõõtmine näitab, et üks elektron pöörleb vastupäeva, valib teine elektron alati vastupidise spinni, kuigi elektronid ei jõua mingil viisil teineteisega signaalide kaudu suhelda, ka valguse kiirusel mitte.

Loe lähemalt jaanuari Imelisest Teadusest!