De William Herschel-telescoop op La Palma bij een ander experiment

Verstrengeling is een van de vele eigenaardigheden van de kwantummechanica, waar geen klassieke verklaring voor bestaat. Er is al verschillende malen aannemelijk gemaakt dat die verstrengeling geen ‘spookbeeld’ is. Nu lijkt het er op dat onderzoekers onomstotelijk hebben aangetoond dat die verstrengeling niet te verklaren is door mazen in de proefopzet. Ze gebruikten daarbij het licht van quasars als ‘kosmische toevalsgeneratoren’ of ‘dobbelstenen’ en twee telescopen op het Canarische La Palma (de William Herschel-telescoop en de Telescopio Nazionale Galileo) als ontvangst- en meetstation.

Verstrengeling is het verschijnsel dat de kwantummechanische eigenschappen van twee (of meer) deeltjes onlosmakelijk aan elkaar gekoppeld zijn. Als bij het ene verstrengelde deeltje een kwantumtoestand verandert, dan gebeurt dat ook in het andere (de andere), onafhankelijk van de afstand tussen die deeltjes. Dat die verstrengeling geen hersenspinsel is, is al verscheidene malen met zogenaamde Belltests  (aannemelijk gemaakt, maar nooit keihard bewezen.

Quasar

Het probleem was altijd dat al die experimenten kampten met ‘mazen’ waardoor die gemeten verbanden ook konden worden verklaard zonder de kwantummechanica. Een van de, hardnekkigste, mazen is de ‘vrije keuze’: de deeltjes en meetapparatuur zouden in theorie voor het experiment al kunnen zijn beïnvloed. Dan is de toestand niet toevallig tot stand gekomen (en Einsteins klassieke natuurkunde gered).
Om dat gat te dichten hebben Dominik Rauch van de universiteit van Wenen en zijn medeonderzoekers het licht van twee ver van elkaar verwijderde quasars gebruikt (quasars vormen het actieve centrum van een sterrenstesel) om de meetinstellingen van hun verstrengelingsproef te bepalen. Je zou die twee toevalsgeneratoren of dobbelstenen kunnen noemen.

Ze produceerden verstrengelde fotonen (lichtdeeltjes) op La Palma en verstuurden die vervolgens in tegengestelde richting. Aan het eind werden de verstrengelde deeltjes door een van beide telescopen opgevangen en werd de polarisatie van de lichtdeeltjes gemeten. De truc is dat de hoek van de polarisatiemeter niet gekozen werd door de onderzoekers maar door onze twee kosmische ‘dobbelstenen’.
Elke telescoop was op een quasar gericht en mat de golflengte van het inkomende licht. Dat quasarlicht bepaalde in welke richting en welke hoek iedere meting moest worden gedaan. “Het is voor het eerst dat miljarden jaren oud licht bij het bewijs van de kwantumverstrengeling is gebruikt”, zegt medeonderzoeker Anton Zeilinger.

Definitief ja (?)

Er werden dertigduizend verstrengelde fotonenparen gemaakt en steeds bleek het onmogelijk de kwantummechanica aan de hand van klassieke invloeden te verklaren. De telescopen registreerden duidelijke afhankelijkheden in de polarisatietoestand tussen de verstrengelde fotonen. Zeilinger: “De kans dat het om een verborgen invloed gaat, die een alternatieve verklaring zou kunnen geven, is daarmee tot vrijwel nul gereduceerd.”

Bron: bdw