MIT-experiment visar att Einstein hade fel i hundraårig kvantdebatt

I en ny fantastisk demonstration av kvantmekanik har ett team av MIT-fysiker avgjort en nästan hundra år gammal debatt mellan Albert Einstein och Niels Bohr, och resultaten visar att Einstein hade fel. Teamet utförde en idealiserad version av det berömda dubbelspaltexperimentet och bekräftade att ljus har en dubbel identitet som både partikel och våg, men att dessa två naturer aldrig kan observeras samtidigt.

Experimentet behandlar ett tankeexperiment från 1927 där Einstein hävdade att man kunde upptäcka vilken av två spalter en fotonpartikel passerar genom samtidigt som man observerar dess vågliknande interferensmönster. Niels Bohr svarade med att hävda att detta var omöjligt med hjälp av kvantosäkerhetsprincipen.

MIT-teamet, under ledning av professor Wolfgang Ketterle, tog med sig denna historiska debatt in i labbet. I stället för en skärm med fysiska spalter använde de laserstrålar för att ordna över 10 000 superkylda atomer i ett perfekt gitter, där varje atom fungerar som en enda isolerad spalt. Genom att sprida svaga ljusstrålar genom atomerna kunde de exakt mäta samspelet mellan ljusets partikel- och vågegenskaper.

Deras resultat, som publicerades i Physical Review Letters, bekräftade Bohrs ståndpunkt definitivt. Forskarna fann att ju mer information de samlade in om en fotons partikelliknande väg, desto mer minskade dess vågliknande interferensmönster.

Einstein och Bohr skulle aldrig ha trott att det var möjligt att utföra ett sådant experiment med enstaka atomer och enstaka fotoner. Vad vi har gjort är ett idealiserat Gedanken-experiment. - Wolfgang Ketterle, professor i fysik vid MIT.

Tidpunkten för upptäckten är passande, eftersom FN har utnämnt 2025 till det internationella året för kvantvetenskap och kvantteknik (IYQ) och firar 100-årsdagen av teorins formulering.