Picked up for you

Viikon tiedehypetykset fysiikassa ovat olleet aika ällistyttäviä.

Kvanttifysiikassa hämmennystä on aiheuttanut lontoolaisten fyysikoiden paperi jossa he (muka) osoittavat, että kvanttimekaniikan todennäköisyystulkinta on formalismin vastaista. Todennäköisyystulkinta on ollut koko kvanttimekaniikan kulmakivi siitä lähtien kun Dirac, Born, Bohr ja kumppanit formuloivat statistisen transformaatioteorian 20-luvulla. Kööpenhaminalaisessa tulkinnassa aaltofunktio kuvaa todennäköisyyksiä ja tuo aalto romahtaa havainnossa kokeen osoittamaan tilaan. Einsteinin oli vaikea hyväksyä tätä ja ajatteli, että kvanttimekaniikka on epätäydellinen teoria ja piilossa oli vielä muuttujia, jotka tekisivät teorian täydelliseksi ja todennäköisyyksiä ei tarvittaisi. John Bell, Alain Aspect ja muut osoittivat, että tämä ei ole mahdollista. Piilomuuttujia ei ole. Hugh Everettin monimaailmatulkinta tuli taas 50-luvulla ja tasa-arvoisti koko kvanttimekaniikan siinä mielessä, että samat kvanttimekaniikan yhtälöt pitäisi kuvata myös havainnoitsijoita, joten aaltofunktion romahtaminen ei olisi fysikaalinen tapahtuma. Everett tulkitsi, että historia haarautuu havaintoprosessissa ja jokainen mahdollinen tapahtuma tapahtuu jossakin rinnakkaistodellisuudessa. Tää on tietenkin vähän hullu teoria (tai oikeastaan metateoria). Se saattaapi jopa pitää kutinsa – ongelma on vain se, että miten saada se selville.

Nyt nämä lontoolaiset ovat kaivaneet asian taas esille ja lyhyellä laskulla osoittavat, että jos oletetaan, että samaa fysikaalista tilaa voi vastata kaksi eri aaltofunktiota niin se on ristiriitaista kvanttimekaniikan lakien kanssa. He muodostivat aaltofunktion kahdesta tilasta, jotka ovat tietyllä todennäköisyydellä samoja. Siis samanlainen hitu, sama liikemäärä, sama spini etc. (Teknisesti: kaikkien mahdollisten kommutoivien observaabelien joukko). Mitä nyt normaalisti oletetaan, että tietty fysikaalinen tila ON. Sitten he osoittavat muodostamalla kahden samanlaisen korreloimattoman systeemin yhdistelmäaaltofunktion, että vaikka fysikaalinen tila olisikin sama niin mittausjärjestelmä voi erottaa aaltofunktiot toisistaan. Tämä on ristiriitaista koska aaltofunktiossa olisikin enemmän informaatiota kuin fysikaalisessa tilassa. Tämä ei ole heidän mukaansa sopusoinnussa todennäköisyystulkinnan kanssa ja tästä ollaan vedetty se johtopäätös, että aaltofunktio onkin The Todellisuus, eikä vain todennäköisyysjakauma sille, minkälainen todellisuuden pitäisi olla.

Täytyy sanoa, että tämä keskustelu on mennyt jo vähän ontologian puolelle. Mikä ON fyysinen todellisuus ja mikä on vain kätevä nyrkkisääntö tai laskujen apuväline. Tuloksella voi olla myös sellainen tulkinta, että kaikki kvanttitilat ovatkin yhteydessä toisiinsa, eli pystyvät kommunikoimaan minkä tahansa muun tilan kanssa. Tämä jos mikä veisi fyysikolta yöunet.

CERN:issä OPERAn koetta on paranneltu niin että neutriinoja lähetetään lyhyissä 7 nanosekunnin pituisissa sarjoissa. Tällöin on helpompi yhdistää neutriinon syntyaika ja havaintoaika ja päätellä siitä neutriinon nopeus. Neutriinot jatkavat edelleen hurjaa vauhtia, pikkasen yli valon nopeuden. Viimeisimmässä ajossa havaittiin 20 neutriinoa ja niiden nopeus on yhä noin 7000 m/s yli valon nopeuden. Skeptikoilla on vielä se ässä hihassa, että OPERA:n kellot saattavatkin olla pikkasen epäsynkronissa. OPERA tahdistaa kellonsa lähtöpisteen ja havaintopisteen välillä GPS-järjestelmän avulla ja jos tässä tulee jotain systemaattista (suhteellisuusteoreettista) virhettä niin tietenkin kulkuaikalaskutkin menevät mönkään. OPERA-koe on tähän asti ollut siinä uskossa, että kaikki tärkeät suhteellisuusteoreettiset efektit ovat GPS-signaalissa korjattu. Kaipa tässäkin tapauksessa superkovaa dataa saadaan vain jos porataan 700 kilometrin reikä ja lähetetään valo ja neutriino samaan aikaan ja mitataan kumpi tulee maaliin ensimmäisenä.

 

Mainokset