Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Svět je opravdu podivné místo, dokázali přesvědčivě fyzikové

aktualizováno 
Rok 2015 přinesl také zatím nejdůkladnější demonstraci toho, jak některé jevy ve vesmíru evidentně porušují Einteinův předpoklad, že rychlost světla je a za všech okolností nepřekročitelný limit.

Fyzikální záhada (ilustrační foto) | foto: Profimedia.cz

Že kvantový svět je z pohledu všední lidské zkušenosti hodně nepochopitelné místo, už téměř každý z nás ví. A mnozí asi slyšeli o jedné z jeho největších podivností, takzvaném kvantovém provázání. V některých případech jako by vzdálené částice byly spojeny nějakou neviditelnou „komunikační linkou“, po které se informace pohybují rychleji než světlo, v podstatě okamžitě.

Kvantové provázání není jako princip nic nového, fyzikové o tomto jevu debatují téměř století. Bylo mimo jiné předmětem jedné z nejslavnějších debat v dějinách novodobé fyziky mezi Nielsem Bohrem a Albertem Einsteinem, a představuje velmi zajímavou a důležitou otázku dnešní fyziky. Jak funguje si můžeme přiblížit na velmi propracovaném a důkladném experimentu, jehož výsledky v roce 2015 zveřejnil spolu s dalšími kolegy Ronald Hanson z univerzity v holandském Delftu.

Další zprávy, na které jsme málem zapomněli

Netradiční výběr od zapomnětlivých redaktorů Technet.cz

Nebudeme zabíhat do úplných detailů, ale vědci nejprve vytvořili dva páry vzájemně provázaných částic (to není nic až tak složitého, to zvládne řada laboratoří) na dvou místech vzdálených od sebe zhruba 1,3 kilometrů. Pak páry rozdělili, po jednom partnerovi z každého páru poslali na třetí místo, a tam je také provázali. Což v důsledku znamenalo, že se provázali i původní partneři obou sirotků, kteří celou dobu seděli nečinně ve dvou odlišných laboratořích.

Studie publikována v časopise Nature

Měření pak prokázalo, že i částice, které se nikdy „neviděly“, mají shodné vlastností mnohem častěji, než by tomu mělo být čistě podle statistiky. V praxi to probíhalo tak, že vědci změřili tzv. spin částic. Ten může nabývat jen určitých hodnot, nic mezi, a tak jeho měření připomíná hod mincí. Podle kvantové fyziky nemůžete hodnotu veličiny znát dříve, než ji změříte, do té doby je prostě neznámá, nedá se nijak určit a je tedy jednoduše náhodná. Když tedy částici změříte, hodíte si mincí, a může vám padnout stejně dobře, že má spin nahoru nebo dolů.

Vzdálené částice v delftských laboratoří byly ale zxiflované, padaly u nich stejné hodnoty mnohem častěji, než by měly. Představte si to třeba tak, že by vám na mincích, kterými házejí dva lidé ve dvou různých místnostech, padají v 80 procentech stejné strany. Na tom je něco podezřelého, že?

Není to poprvé, co vědci něco takového pozorovali, ale v Holandsku byli důkladnější než jejich předchůdci. Dali si pozor, aby částice nebyly nikdy tak blízko sebe, aby se mohly skutečně ovlivnit, kdyby se mezi nimi šířil nějaký signál rychlostí světla. Použili také částice, které dobře zachycují (pracovali s páry foton-elektron), takže se snad nemohlo stát, aby výsledek experimentu byl důsledkem nějaké kosmické náhody, která dovoluje zachycovat na detektorech jen provázané částice. (Jinými slovy, že ve skutečnosti vše probíhá čistě statisticky, ale z nějakého důvodu nám neprovázané částice proklouznou mezi prsty a my je na detektorech nevidíme.)

Sto let Einsteinovy teorie relativity

Příběh slavné teorie, která vznikala i v Praze azměnila fyziku

Jejích výsledek má být natolik neprůstřelný, aby vyhověl požadavků irského fyzika Johna Bella. Ten přišel s uznávanou hypotézou (tzv. Bellova nerovnost), jak poznat, zda podivné vzájemné působení částic na dálku není důsledek nějaké nedokonalosti či chyby v kvantové teorii, které navrhoval jako vysvětlení Einstein, ale její skutečně zásadní (a zatím nevysvětlený) rys.

Bell předpovídal, že pokud shoda ve výsledcích bude větší než určitá hranice, Einsteinovy skryté proměnné ji vysvětlit nedokážou. Na druhou stranu, experiment musel být dostatečně spolehlivý – a právě to se Hansonovi a spol. povedlo. Největší slabinou jejich experimentu byl v době zveřejnění výsledků (neoficiálně v srpnu) poměrně malý počet měření, jen 254, ale od té doby měření probíhala dále a první výsledky jen potvrzují.

Jejich výsledek nepovede k nějaké zásadní změně v myšlení fyziků obecně, protože ti na kvantové provázání a další podobné jevy už „věří“, tak zásadní věc je ovšem určitě dobré mít dobře podložené. Navíc je toto podivné chování některých částic otázka, se kterou by se fyzika měla někdy vypořádat a pokusit se ho vysvětlit. A k tomu případně budou výsledky experimentů nezbytné.

Navíc se v Delftu podařilo překonat některé technické obtíže, které podobné pokusy provázely, a přiblížit tak o něco možnost využití kvantového provázání v praxi, třeba k šifrování informací. Je to zatím hodně odvážná představa, protože postup je hodně nespolehlivý (254 měření připadlo na miliony pokusů) a pro podobná použití nesnesitelně pomalý. Ale každý začátek je těžký.



Nejčtenější

Vědci objevili pod zemí biliardy tun diamantů, ale nedostaneme se k nim

Diamanty značky Diamonds International Corporation

V litosférickém podloží Země odhadují vědci tisíce bilionů tun diamantů. Zaměřili ho pomocí zvukových vln. Dodávají...

Stíhačka Su-57 je podle některých ruských médií drahá a zbytečná hračka

Su-57

Ruské letectvo nenakoupí stíhačky páté generace Su-57, uvedl Vladimír Guteněv, člen expertní rady Státní dumy pro...



Má hořet půl století jako františek. Jaký reaktor si přeje Bill Gates

Schéma reaktoru TWR-P s tepelným výkonem 600 MW, který by TerraPower měla...

Společnost TerraPower, v jejíž správní radě sedí zakladatel Microsoftu, se konečně přiblížila možnosti stavby reaktoru,...

Atomový řezník připravoval v SSSR půdu civilním proudovým strojům

Iljušin Il-28

Mezi významné bojové letouny studené války patří taktický bombardér Iljušin Il-28. Ten se stal prvním sovětským...

Slyšíte obraz? Vyzkoušejte si, zda jste jedním ze čtyř lidí

Máte pocit, že něco slyšíte při sledování GIFů?

Se vzrůstající oblibou GIFů si čím dál více lidí na sobě všímá zvláštního jevu: při pozorování tichého obrázku mají...

Další z rubriky

Jak se odhalují plagiáty? Přeházet slova nestačí, překlad ale stroj ošálí

Ctrl + C, Ctrl + V, dvě klávesové zkratky, které zná snad každý.

Nástroje na detekci opsaných pasáží mají nemalý problém. Musí porovnat odevzdanou diplomovou práci s miliony stránek už...

KVÍZ: Poznáte, co je na fotce? Pod mikroskopem se objeví šílené detaily

Microcosmos (Brandon Broll)

Mikroskop dokáže dát odpovědi na nejrůznější otázky. Také umí nabídnout úplně nový pohled na svět kolem nás. Schválně,...

Jak se největší dinosauři vydali na cestu k velikosti

Rekonstrukce vzezření druhu Ingentia prima i s poodhaleným pohledem na jeho...

Nové objevy ukazují, že největší dinosauři se ke gigantismu dopracovali jinak, než paleontologové předpokládali.

Facebook OSVĚDČENO: Výlety, které zabaví děti a neunaví rodiče
Facebook OSVĚDČENO: Výlety, které zabaví děti a neunaví rodiče

Zavřené školky a letní prázdniny si žádají jediné – vyrazit na nezapomenutelný rodinný výlet, zabavit děti a neunavit rodiče. Jaké jsou naše tipy na výlety po Čechách?

Najdete na iDNES.cz