Het schijnt te maken te hebben met de ideeën die de in 1992 overleden Amerikaanse natuurkundige David Bohm 64 geleden had ontwikkeld. Zijn ideeën over de kwantummechanica lagen ergens in een hoekje van de natuurkunde te verstoffen, maar het lijkt er op dat hij meer gelijk had dan tot nu toe erkend is. Recente proeven lijken Bohms visie te onderschrijven.Als dat de nagelvaste waarheid blijkt te zijn dan zal moeten worden aangenomen dat de wereld over onwaarschijnlijke afstanden is verstrengeld.

De kwantumwereld is maf, niet alleen voor ons simpele aardlingen, maar ook voor mensen die zich er mee bezighouden. “Er werken genieën aan en we hebben nog steeds een probleem”, zegt kwantumfysicus Basil Hiley van de universiteit van Londen, die tot Bohms dood in 1992 met hem samenwerkte.
Die kwantumwereld lijkt een en al lulraakheid. In de beleving van onze wereld zitten de dingen vrij orderlijk in elkaar en zijn zaken voorspelbaar, in de kwantumwereld kom je daar niet mee weg, hooguit met waarschijnlijkheden. Een beroemd voorbeeld van die ‘kwantumwaanzin’ is de dubbelespleetproef (YouTube): als je fotonen (ik ken ‘m van elektronen) afzonderlijk afschiet op twee spleten dan hoort het foton of door de een of de andere spleet te gaan (denken we), maar er ontstaat een interferentiepatroon, hetgeen duidt op een golfkarakter. Dat betekent dat dat ene foton met zich zelf heeft geinterfereerd en dat weer dat dat lichtdeeltje zowel door de ene als de andere spleet is gegaan (dat verhaal gaat ook op voor elektronen). Het verhaal dat daarbij ter verklaring gehouden wordt is de zogeheten Kopenhaagse interpretatie Van Niels Bohr en Werner Heissenberg. Deze beide beroemde geleerden stelden dat of een deeltje een golf of een deeltje is niets betekent totdat je gaat meten en dan wordt dat/die deeltje/golf een van de twee, afhankelijk van wat je meet.  Een andere verklaring van dat maffe verschijnsel is de veelwereldenverklaring. Daarbij wordt iedere mogelijke toestand van het foton manifest in een andere wereld oftewel de tijdlijn is deelbaar.
In 1952 stelde Bohm dat we de kwantumwereld maf vinden omdat we gewoon de onderliggende principes niet begrijpen. Onder die zogenaamde mafheid heerst volgens Bohm orde. “Dat is een zeer deterministische beschrijving”, zegt Aephraim Steinberg van de universiteit van Toronto (Can). Vele experimenten zouden al hebben aangetoond dat die verborgen werkelijkheid helemaal niet bestaat, maar in feite zouden die proeven alleen een een bepaald type theorieën hebben afgewezen, waarbij de verborgen werkelijkheid van een deeltje lokaal is en niet beïnvloed door iets ver weg. Bohm zou het hebben gehad over niet-lokale verborgen werkelijkheid, waarbij alles van alles afhangt. In zijn wereld beïnvloedt iets in een ver sterrenstelsel je nu en omgekeerd, hoe klein het effect ook zijn moge. Over het tweeledig karakter van een elektron (deeltje of golf) zegt Bohm dat die beiderlei eigenschappen heeft: een deeltje dat een bepaald traject (golf) aflegt. Dat traject kan ook beïnvloed worden door andere deeltjes.

Onpopulair

Bohms theorie was niet populair (zo werkt dat ook in de wetenschap). Een gedachtenexperiment, de zogeheten ESSW-proef (de initialen van de vier auteurs), uit 1992 leek de doodsteek. De dubbelspleetproef werd weer van stal gehaald met in het achterhoofd de ideeën van Bohm. Die houden stand bij het idee dat het foton door de ene of andere spleet gaat, maar niet door beide. Begeleid door hun golven komen de fotonen die door de linkerspleet gaan aan de linkerkant van het ‘spectrum’ terrecht en die door de rechterspleet aan de rechterkant. De vier auteurs hadden nog iets gedaan. Ze stelden zich een detector voor vóór de spleten, om er achter te komen door welke spleet het foton was gegaan. Hun wiskundige analyse leidde tot iets vreemds: een foton ‘koos’ soms voor de linkerspleet maar eindigde in het rechter’spectrum’. Ze noemden dat ‘verboden’ pad een surreëel traject, hoewel theoretici destijds discussieerden over de geldigheid.

Nu hebben Steinberg en medeonderzoekers zelf de ESSW-proef gedaan en concludeerden dat Bohm terug is van weggeweest. Ze begonnen met een paar verstrengelde fotonen, die zo ‘verknocht’ zijn dat als je de polarisatietoestand van de meet, dat effect heeft op die van het tweede, hoever zo ook van elkaar verwijderd zijn. Een van elk paar werd op de dubbele spleet afgeschoten. Afhankelijk of de polarisatie verticaal of horizontaal was werd die of door de ene of de andere spleet gestuurd. Tijdens de ‘reis’ door het apparaat maten de onderzoeker de positie zonder de kwantumtoestand te verstoren. Elke meting was maar een benadering, maar door veel protonen te volgen konden ze de weg reconstrueren van het foton naar het scherm. Het andere, verstrengelde foton bleef buiten de tweespletenopstelling om het als een soort detector te gebruiken en inderdaad in het begin van de ‘reis’ spiegelde de detectorfoton het pas dat zijn partner nam. De onderzoekers bleven de toestand van het detectorfoton meten als zijn verstrengelde collega zich door het apparaat spoedde. Ze ontdekten dat de polarisatietoestanden steeds veranderden. Was die horizontaal gepolariseerd dan ging het foton door de rechterspleet, maar eenmaal bij de spleet bleek het detectorfoton in een superpositie van twee toestanden (dus zowel horizontaal als verticaal gepolariseerd).  Afhankelijk van de manier waarop je keek  naar het detectorfoton dan kreeg je of juiste informatie over het pad van zijn partner of je ging de mist in.

De onderzoekers denken dat dit betekent dat het traject van het eerste foton is veranderd met de polarisatie van het detectorfoton, geheel volgens Bohms idee van niet-lokale wisselwerkingen. Dit zou het probleem kunnen oplossen waar de vier onderzoekers tegen aanliepen, maar Steinberg et.al. toonden aan dat het traject echt is, maar de detector een onbetrouwbare getuige. Steinberg: “Ik ben blij met het resultaat. Dat herstelt mijn appetijt voor de Bohmse mechanica. We hebben die zijn rechtmatige plaats geven naast andere interpretaties.
Sheldon Goldstein, een kwantummechanicadeskundige van de Rutgers-universiteit (VS) stelt dat de waarneming van het traject van het deeltje niet bewijst dat Bohms theorie over de aard van de werkelijkheid juist is. Dergelijke trajecten zijn ook door andere theorieën te verklaren, aldus Goldstein. Dat laat onverlet, volgens hem, dat er iets in gang is gezet. “Na tientallen jaren nemen mensen Bohms theorieën weer wat serieuzer. Er is een tijd geweest dat je er niet eens over kon praten omdat dat ketters was. Het is nog steeds niet best voor je loopbaan in de natuurkunde om aan Bohm te werken, maar misschien verandert dat.”

Bron: New Scientist