Had Niels Bohr ongelijk? (afb: WikiMedia Commons)

Nieuw onderzoek zou aannemelijk gemaakt hebben dat kwantumsprongen niet instantaan en onvoorspelbaar zijn. Dat zou betekenen dat de kat van Schrödinger toch nog gered zou kunnen worden uit zijn moordkist.

Erwin Schrödinger deed een gedachte-experiment met een kat in een kist met een kleine hoeveelheid traag vervallend radioactief materiaal. Als er een atoom vervalt (kernsplitst) dan gaat er in die moordkist een mechanisme in werking waardoor een buisje met blauwzuur wordt kapot geslagen. Als dat zo is, is de kat er geweest, maar of dat zo is weet je niet. Je krijgt pas zekerheid als je die kist openmaakt (de waarneming). Dat zou een vertaling zijn van de superpositie van kwantumdeeltjes die tegelijkertijd in diverse toestanden kunnen verkeren. Een van de vele vreemde eigenschappen in kwantummechanische systemen. De kat is levend en dood.
Die kat hoeft niet of dood of levend te zijn, maar zou volgens onderzoekers ook gered kunnen worden. Die ontdekten een waarschuwingssignaal voor kwantumovergangen. Die zijn niet zo onvoorspelbaar en onmiddellijk zoals tot nu toe aangenomen, vinden ze. Jammer van het verhaal van die kat.
De kwantumsprongtheorie vindt haar oorsprong bij de Deense superwetenschapper Niels Bohr. Onderzoekers rond Zlatko Minev van de Yale-universiteit denken nu te weten dat die overgang weliswaar snel is maar niet onmiddellijk en dat het meer en glijbaan is dan een sprong. Sterker nog, ze denken dat er tekenen zijn die er op wijzen dat er een sprong (of glijvlucht) op komst is. Minev: “Als je de kist opent, dus je waarneming begint, dan lijkt die overgang abrupt en instantaan, maar als je op een kortere tijdschaal waarneemt, dan schijnt de situatie heel anders te zijn.”
De kat kan dood of levend zijn, maar voordat dat noodlot wordt voltrokken is er een waarschuwing. Cruciaal is dat het lijkt of de “sprong” kan worden omgekeerd, wat betekent dat de kat van Schrödinger van de dood kan worden gered.

De onderzoekers deden hun ontdekking bij een experiment met een elektrisch circuit dat een atoom moest voorstellen met drie energieniveaus, gekoeld tot net boven het absolute nulpunt, opgesloten in een kistje dat bestraald werd met microgolven. Bij een bepaalde golflengte had die bundel net genoeg energie om het atoom de kwantumsprong te laten maken naar een volgend niveau. Ze ontdekten dat ze kwantumsprongen konden voorspellen aan de hand van het gedrag van het ‘atoom’.

Geen abrupte sprongen

Kwantumsprongen zijn, zoals al verklapt, ook geen abrupte sprongen tussen twee energieniveaus zoals Bohr dacht, maar geleidelijke overgangen, denken Minev en de zijnen. De onderzoekers vonden ook dat de duur en de aard van de overgang over 6,8 miljoen kwantumsprongen consistent waren.

Minev denkt dat hun bevindingen van nut kunnen zijn voor de ontwikkeling van kwantumcomputers. “Een kwantumsprong in een kwantumcomputer kan een rekenfout zijn.” Er wordt veel onderzoek gestoken in het manieren om die fouten te corrigeren. Met deze nieuwe kennis zou je dat soort fouten kunnen zien aankomen en mogelijk zelfs voorkomen.

Bron: the Guardian