MIT-experiment bewijst Einstein's ongelijk in eeuwenoud kwantumdebat

In een verbluffende nieuwe demonstratie van kwantummechanica heeft een team van MIT natuurkundigen een bijna eeuwenoud debat tussen Albert Einstein en Niels Bohr beslecht, waarbij de resultaten aantonen dat Einstein ongelijk had. Het team voerde een geïdealiseerde versie van het beroemde dubbelspletenexperiment uit en bevestigde dat licht een dubbele identiteit heeft als zowel een deeltje als een golf, maar dat deze twee naturen nooit tegelijkertijd kunnen worden waargenomen.

Het experiment heeft betrekking op een gedachte-experiment uit 1927 waarin Einstein beweerde dat men kon detecteren door welke van de twee spleten een fotondeeltje gaat en tegelijkertijd het golfachtige interferentiepatroon kon waarnemen. In reactie hierop gebruikte Niels Bohr het kwantumonzekerheidsprincipe om te beargumenteren dat dit onmogelijk was.

Het MIT-team, onder leiding van professor Wolfgang Ketterle, bracht dit historische debat in het laboratorium. In plaats van een scherm met fysieke spleten gebruikten ze laserstralen om meer dan 10.000 supergekoelde atomen in een perfect rooster te rangschikken, waarbij elk atoom als een enkele, geïsoleerde spleet fungeert. Door zwakke lichtstralen door de atomen te verstrooien, konden ze de wisselwerking tussen de deeltjes- en golfeigenschappen van licht nauwkeurig meten.

Hun resultaten, gepubliceerd in Physical Review Letters, bevestigden definitief de positie van Bohr. De onderzoekers ontdekten dat hoe meer informatie ze verzamelden over het deeltjesachtige pad van een foton, hoe meer het golfachtige interferentiepatroon ervan verminderde.

Einstein en Bohr hadden nooit gedacht dat dit mogelijk zou zijn, om zo'n experiment uit te voeren met enkelvoudige atomen en enkelvoudige fotonen. Wat wij hebben gedaan is een geïdealiseerd Gedanken-experiment. - Wolfgang Ketterle, professor in de natuurkunde aan het MIT.

De timing van de ontdekking is toepasselijk, aangezien de Verenigde Naties 2025 hebben uitgeroepen tot het Internationale Jaar van de Quantumwetenschap en -technologie (IYQ), waarmee de 100e verjaardag van de formulering van de theorie wordt gevierd.