O dispută veche de 98 de ani: în anul 1927, doi titani ai gândirii umane, Albert Einstein și Niels Bohr, au purtat o dezbatere aprinsă care avea să modeleze viitorul fizicii. Einstein, încrezător, a pariat că poate păcăli realitatea. El credea că poate spiona identitatea secretă a luminii, prinzând-o în flagrant delict – să fie și undă, și particulă în același timp. Bohr, mai precaut, a clătinat din cap și a rostit un „nu” categoric. Timp de 98 de ani, această dispută a rămas un capitol fundamental, dar deschis, al științei. Până acum. O echipă de la MIT tocmai a închis definitiv acest pariu, folosind o tehnologie la care cei doi nici nu ar fi visat.
Misterul cu dublă identitate al luminii
Pentru a înțelege miza, trebuie să ne amintim de cel mai ciudat experiment din știință: cel cu dubla fantă. Când proiectezi lumină spre un perete cu două fante subțiri, pe ecranul din spate apare un model de interferență, ca valurile care se ciocnesc pe un lac. Asta demonstrează că lumina se comportă ca o undă.
Dar aici intervine ciudățenia. Dacă pui un detector pentru a vedea prin care fantă trece fiecare bucățică de lumină (foton), modelul de undă dispare brusc. Lumina se comportă acum ca un jet de particule individuale, ca niște bile de vopsea. Acest fenomen se numește „dualismul undă-particulă” și este piatra de temelie a mecanicii cuantice: lumina este și undă, și particulă, dar refuză să ne arate ambele fețe simultan.
O dispută veche de 98 de ani: Einstein contra Bohr
Această dualitate l-a frustrat pe Einstein. El era convins că undeva, în spatele acestui „truc” cuantic, există o realitate ordonată. Așa că a propus un experiment imaginar prin care credea că poate măsura traiectoria exactă a unei particule de lumină fără a distruge comportamentul ei de undă.
Bohr a ripostat, bazându-se pe faimosul său principiu al incertitudinii. El a susținut că este imposibil. Orice act de măsurare, oricât de delicat, va perturba sistemul și va forța lumina să „aleagă” o singură identitate. Practic, simplul fapt că „privești” schimbă rezultatul.
Decenii la rând, experimentele i-au dat dreptate lui Bohr, dar niciunul nu a fost considerat perfect, „ideal”. Aici intervine echipa de la M.I.T., condusă de profesorul Wolfgang Ketterle. Ei au dus experimentul la esența sa, creând cea mai pură versiune posibilă.
În loc de fante fizice, au folosit peste 10.000 de atomi individuali, răciți la o temperatură apropiată de zero absolut și aranjați cu o precizie incredibilă într-o rețea, folosind lasere. Fiecare atom a devenit, în esență, o „fantă” cuantică perfectă.
„Ceea ce am realizat poate fi considerat o nouă variantă a experimentului cu dubla fantă. Acești atomi individuali sunt ca cele mai mici fante pe care le-ai putea construi,” a explicat Ketterle.
Prin proiectarea unui fascicul de lumină extrem de slab, s-au asigurat că fiecare atom interacționează cu cel mult un singur foton, permițându-le să studieze acest dans delicat la nivel fundamental.
Verdictul: de ce a avut dreptate Bohr
Experimentul MIT a permis cercetătorilor să facă ceva ce Einstein ar fi considerat crucial: să ajusteze fin cât de multe informații obțin despre traiectoria fotonului. Au descoperit o relație invers proporțională, de o claritate absolută.
Cu cât obțineau mai multe informații despre calea fotonului (adică, îl tratau mai mult ca pe o particulă), cu atât modelul de interferență specific undelor se estompa, până la dispariție. Când un foton împingea un atom, lăsând o urmă a trecerii sale, proprietățile sale de undă erau șterse instantaneu.
Aceste descoperiri, publicate în prestigioasa revistă Physical Review Letters, confirmă cu o precizie fără precedent viziunea lui Bohr. Nu poți spiona ambele identități ale luminii simultan. Actul de a cunoaște una o anihilează pe cealaltă. Albert Einstein, geniul care a remodelat înțelegerea noastră despre gravitație și Univers, a pierdut acest pariu cuantic. Realitatea, la cea mai mică scară, este într-adevăr atât de stranie și contraintuitivă pe cât o descria Niels Bohr.
