Foto (c): 
secondnexus.com
 
În
 general cu toții suntem de acord că trecutul este cel ce influențează 
prezentul care la rândul său influențează viitorul. Probabil că aproape 
nicio persoană care nu suferă de afecțiuni psihice sau nu este sub 
influența drogurilor nu ar putea susține că evenimentele viitoare le pot
 influența pe cele din trecut. Și totuși acest lucru ar putea să se 
schimbe în lumea plină de paradoxuri a fizicii cuantice. 

Pentru un om obișnuit, înțelegerea lumii observabile, dominată de 
fizica newtoniană, clasică, ține de "bunul simț". Timpul se scurge 
dinspre trecut spre viitor, lucrurile nu pot exista decât într-un singur
 loc într-un anumit timp, iar dacă un copac cade într-o pădure fără ca 
nimeni să-l observe va produce un sunet. Niște fizicieni de la 
Universitatea Națională din Australia (ANU) nu sunt însă de acord că 
lucrurile sunt atât de simple. 
Noul studiu publicat în Nature Physics "demonstrează că totul ține de
 măsurarea directă", susține profesorul asociat Andrew Truscott de la 
Research School of Physics and Engineering din cadrul ANU. "La nivel 
cuantic, realitatea nu există dacă nu este observată direct", a adăugat 
el. 
Această concluzie aparent absurdă derivă din rezultatele a două 
experimente, dintre care unul mai vechi, un "clasic" pentru fizica 
cuantică și unul care a fost încheiat cu succes în urmă cu doar câteva 
săptămâni. 
Experimentul clasic: 
Oamenii de știință au observat de mult timp comportamentul ciudat al 
particulelor de lumină, fotonii, în cadrul așa-numitului Experiment al 
celor două fante. Atunci când lumina a fost proiectată asupra unui ecran
 în care se află două fante înguste, fotonii s-au comportat într-un mod 
neprevăzut, de-a dreptul schizoid. Experimentul implică o configurație 
simplă, un "tun" care trage cu particule de lumină (fotoni), unul câte 
unul prin două fante mici dintr-un ecran — un laser care produce lumina.
 Lumina este atenuată în așa fel încât să emită doar câte un singur 
foton. Acești fotoni trec prin cele două fante, existând și o cameră 
care înregistrează tiparul din spatele ansamblului celor două fante. De 
vreme ce fotonii trec unul câte unul, unii printr-o fantă, alții prin 
cealaltă, ar trebui ca ei să lase o urmă cu două dungi pe perete, dar nu
 se-ntâmplă acest lucru. În schimb aceștia creează în mod misterios mai 
multe dungi, dincolo de locurile de pe perete corespunzătoare fantelor 
de trecere. Acesta ar fi rezultatul așteptat atunci când o rază 
constantă de lumină s-ar răspândi pe perete ca o undă. Rezultatul care 
se obține ar fi posibil numai dacă particula ar trece prin ambele fante 
în același timp, cu alte cuvinte, particula este în două locuri deodată 
în același timp. Atunci când sunt puși senzori în jurul fantelor pentru a
 urmări fotonii, acest tipar de undă dispare. Dacă excludem senzorii din
 experiment, patternul de undă revine. Acest lucru sugerează că putem 
schimba modul în care se comportă realitatea pur și simplu prin 
observarea directă. Cu alte cuvinte realitatea însăși nu ar fi reală. 
Celebrul fizician austriac Anton Zeilinger consideră că răspunsul modern
 la această întrebare este că drumul fotonului nu este un element al 
realității. Acest experiment poate fi replicat și cu electroni și cu 
orice alt tip de particulă. 
Pentru o mai bună explicație a acestui experiment: 
Acest principiu se află în centrul fizicii cuantice. O particulă așa 
cum este fotonul se comportă ca și când ar avea mai multe stări 
indefinite, în suspensie. Ea nu are proprietăți fizice și este definită 
în schimb de un set de probabilități conform cărora ar putea exista 
într-una sau alta din respectivele stări. Aceste probabilități nu sunt 
doar rezultatul unor teorii bombastice din fizica modernă ci se află la 
baza noțiunilor noastre moderne de chimie și fac posibile tehnologii 
precum microprocesoarele și reacțiile nucleare. Modernitatea nu ar fi 
existat așa cum o cunoaștem fără aceste proprietăți bizare ale 
particulelor. 
Aici intervine cea de-a doua ciudățenie: Atunci când fizicienii 
observă un foton în mod direct, în cadrul unui experiment, însuși faptul
 că este observat îl face să cadă într-una dintre cele două stări 
posibile ale sale — fie particulă, fie undă. Orice ar face oamenii de 
știință, ori de câte ori observă în mod direct un foton este ca și când 
chiar fotonul "ar decide" cum să fie văzut. Astfel, se crede că actul de
 a observa aduce fotonul din tărâmul cuantic al probabilităților în cel 
real. Acest principiu este explicat de celebra paradigmă a pisicii lui 
Schrödinger unde o pisică ipotetică, pusă într-o cutie închisă alături 
de niște otravă, nu este nici vie, nici moartă, până când deschidem 
cutia și operăm o observație directă asupra sa. 
Cel de-al doilea experiment: 
Această concluzie bizară conform căreia actul de observație directă 
definește realitate (realitatea nu există în afara observației) circulă 
de mult timp în rândul fizicienilor, fiind susținută și de un experiment
 propus de americanul John Wheeler încă din 1978, experiment despre care
 se credea că nu va putea fi niciodată pus în practică. Din acest motiv a
 primit numele de "Experimentul cognitiv al alegerii întârziate" 
(cognitiv pentru că nu putea fi pus în practică). Acest experiment își 
propunea să răspundă la o întrebare aparent simplă: Când mai exact un 
foton alege să se comporte ca o particulă sau ca o undă? Atunci când 
este tras, înainte de a trece prin fantă sau poate după ce a trecut de 
fantă? 
John Wheeler a propus în experimentul său cognitiv introducerea unui 
al doilea ecran, dar doar după ce fotonul a trecut deja de primul ecran.
 Introducerea acestui al doilea ecran ar fi o decizie aleatoare în 
cadrul experimentului — uneori se introduce al doilea ecran, alteori nu.
 De asemenea, atunci când este introdus în experiment, acest al doilea 
ecran este conceput să producă același timp de interferență ca și primul
 ecran. Astfel, teoretic, un om de știință ar fi putut urmări în ce 
stare se află fotonul după ce a trecut de primul ecran și dacă rămâne în
 aceeași stare și după ce trece de al doilea. 
Dificultatea tehnică a fost că nimeni nu a reușit să introducă în 
experiment cel de-al doilea ecran la timp, imediat după ce fotonul a 
trecut de primul ecran și înainte de a ajunge la perete. Această 
problemă părea insurmontabilă până acum câteva săptămâni. Echipa de 
fizicieni australieni a transformat acest experiment de gândire 
într-unul cât se poate de concret, de laborator, cu ajutorul unei 
instalații de lasere. Subiectul lor de experiment nu a fost însă un 
foton ci un atom de heliu, care deși este mult mai masiv decât un foton,
 ar trebui, din punct de vedere teoretic, să aibă același comportament 
în cadrul experimentului — și anume să existe într-o stare indefinită și
 apoi, odată observat, să se comporte fie ca o particulă fie ca o undă. 
Laserele au fost folosite pe post de grilaje, unul în fața celuilalt, 
iar cel de-al doilea laser era pornit aleator, în cadrul experimentului.
 
Rezultatul acestui experiment este chiar mai ciudat decât se așteptau
 fizicienii specializați în domeniul cuantic: De fiecare dată când cele 
două grilaje laser erau pornite, atomii de heliu s-au comportat mereu ca
 unde. De fiecare dată când al doilea grilaj laser nu era introdus în 
sistem, atomul de heliu a trecut prin sistem sub formă de particulă. 
Ceea ce este fascinant, sau de-a dreptul înfricoșător, este că decizia 
privind prezența celui de-al doilea grilaj laser în sistem a fost cu 
totul aleatoare și din punctul de vedere al atomului de heliu care 
tocmai a trecut de primul grilaj, nici măcar nu s-a întâmplat încă ! 
Cu alte cuvinte, este ca și cum atomul de heliu ar fi putut vedea în 
viitor și ar fi știut dacă va exista cel de-al doilea grilaj laser chiar
 în timpul în care trecea prin primul astfel de grilaj. Ori cu alte 
cuvinte, eventuala prezență în viitor a celui de-al doilea grilaj pare 
să determine starea din prezent a atomului de heliu care trece prin 
primul grilaj laser ! Dacă atomul de heliu apare ca particulă sau ca 
undă este determinat cu precizie de ceva ce încă nu s-a întâmplat, ci 
urmează să se întâmple în viitor. Pe scurt, viitorul determină 
prezentul! 
Cum este acest lucru posibil? Cum este posibil ca un eveniment viitor
 — activarea celui de-al doilea grilaj din sistem — să determine starea 
din trecut a atomului de heliu? Timpul ar trebui să se scurgă înapoi. 
Profesorul Andrew Truscott ne oferă explicația: 'Atomii nu au parcurs
 distanța dintre punctele A și B. Abia când au fost măsurați, la 
sfârșitul drumului, a devenit reală una dintre cele două stări posibile,
 de particulă sau de undă". Dacă ar fi să credem că acești atomi chiar 
au ales o anumită cale, sau căi, atunci trebuie să acceptăm că o 
măsurătoare viitoare determină trecutul acestor atomi, a mai adăugat el.
 
Ideea că viitorul afectează trecutul are implicații profunde care 
transcend lumea fizicii cuantice. O astfel de idee pune sub semnul 
întrebării, spre exemplu, conceptul de liber arbitru. Acest experiment, 
care va fi fără îndoială repetat, precum și implicațiile sale vor ridica
 mai multe întrebări decât vor oferi răspunsuri. 
AGERPRES/(AS — autor: Codruț Bălu, editor: Mariana Ionescu)