Czy splątanie kwantowe jest oddziaływaniem?

Nie jest to główny tekst dotyczący splątania kwantowego jaki planuję, raczej przystawka. Powinienem go napisać jakieś cztery miesiące temu, przy okazji publikacji filmiku dotyczącego prędkości światła. Niestety tego nie zrobiłem i w spokoju znosiłem dziesiąty z kolei komentarz zarzucający ten sam, rzekomy błąd…

Nie prawda, że nie ma oddzia­ły­wa­nia natych­mia­sto­wego, które działa bez ogra­ni­cze­nia pręd­ko­ścią światła. Istnieje przecież splą­ta­nie kwantowe, a.k.a. upiorne oddzia­ły­wa­nie na odle­głość!

Prze­ciętny internauta

Już sobie wyobra­żam uśmiech zado­wo­le­nia na twarzy widza, który dostrzegł taki “babol”. Jeszcze większą radochę musiałem sprawić osobom święcie wie­rzą­cym, że autor bloga i kanału ze słowem “kwantowo” w tytule, o efekcie splą­ta­nia nie słyszał, i które w swojej łaska­wo­ści posta­no­wiły mnie w komen­ta­rzach oświecić. 

Oczy­wi­ście te drobne zło­śli­wo­ści piszę z przy­mru­że­niem oka. Tak naprawdę, nie mam prawa się wściekać o coś, za co sam (jako popu­la­ry­za­tor nauki) jestem w pewnym stopniu odpo­wie­dzialny. Powi­nie­nem się wręcz cieszyć, widząc jak dokład­nie ana­li­zu­je­cie moje słowa i nie przyj­mu­je­cie ich bezkrytycznie. 

O splą­ta­niu pisze się dużo: tajem­ni­czy efekt powo­du­jący, że dwie cząstki wza­jem­nie na siebie wpływają i to natych­mia­stowo, bez względu na odle­głość. Magia, przy­szłość, szansa na tele­por­ta­cje – trudno o zacniej­szy temat dla futu­ry­stów i fanów science-fiction. Problem polega na tym, że kładąc ludziom do głów tego typu fan­ta­styczne teorie, mało kto zasta­na­wia się czy uświa­da­mia­nie spo­łe­czeń­stwa zaczął od wła­ści­wej strony. Czy czy­tel­nik słu­cha­jący o splą­ta­niu wie np. czym jest mecha­nika kwantowa, jaka jest jej relacja z fizyką rela­ty­wi­styczną, co ozna­czają takie pojęcia jak model stan­dar­dowy lub oddzia­ły­wa­nie? Bez tych infor­ma­cji jak naj­bar­dziej można wchłonąć jakiś pół­go­dzinny program z Disco­very. Rzecz w tym, że nasze umysły mają brzydki zwyczaj uzu­peł­nia­nia luk własnymi pomy­słami i wyobra­że­niami. Może się więc skończyć tak, że zamiast zro­zu­mie­nia realnych kon­se­kwen­cji splą­ta­nia kwan­to­wego, widz zacznie kreślić w swojej głowie zręby własnej fizyki. W skrajnym przy­padku, mógłby nawet dojść do wniosku, że splą­ta­nie i eks­pe­ry­ment EPR dowodzą błęd­no­ści teorii względności. 

I tak właśnie się zasta­na­wiam, ile osób spośród wyty­ka­ją­cych “wyraźny” brak w filmiku, naprawdę zasta­no­wiła się nad wia­do­mo­ścią, którą prze­ka­za­łem: Skoro światło potrze­buje 8 minut na dotarcie do Ziemi, to tego czasu potrze­buje tym bardziej np. gra­wi­ta­cja. Tym samym w naturze nie wystę­pują oddzia­ły­wa­nia natych­mia­stowe.

Kluczem jest słowo “oddzia­ły­wa­nie”. W tym kon­tek­ście powinno być ono koja­rzone z czterema oddzia­ły­wa­niami fun­da­men­tal­nymi: gra­wi­ta­cją, elek­tro­ma­gne­ty­zmem, oddzia­ły­wa­niem słabym oraz oddzia­ły­wa­niem silnym. Osoby czy­ta­jące blog regu­lar­nie, dosko­nale wiedzą, że każdą z przy­wo­ła­nych sił cha­rak­te­ry­zują odpo­wied­nie nośniki “wymie­niane” między kon­kret­nymi obiek­tami: fotony, wuony, zetony, gluony i gra­wi­tony(?). Cząstki w ramach danej inte­rak­cji, niczym para teni­si­stów, “odbijają” między sobą piłeczkę. Oczy­wi­ście “piłeczka” ma swoje wła­ści­wo­ści i nie może łamać praw fizyki, w tym poruszać się szybciej od światła. Tę infor­ma­cję starałem się prze­my­cić w filmiku. 

To czy w ogóle można nazywać splą­ta­nie oddzia­ły­wa­niem i czy byłoby to ter­mi­no­lo­gicz­nie właściwe, to osobny temat. Efekt na pewno nie ma nic wspól­nego z oddzia­ły­wa­niami pod­sta­wo­wymi – nie wydaje się aby istniał jakiś bozon i pole odpo­wie­dzialne za tę inte­rak­cję; w każdym razie nie w kształ­cie do jakiego przy­zwy­czaił nas model standardowy. 

Wiele zamie­sza­nia wpro­wa­dził Albert Einstein swoją nie­for­tunną wypo­wie­dzią o upiornym oddzia­ły­wa­niu na odle­głość. Musimy być jednak świadomi, iż geniusz w tamtym czasie nie wiedział wła­ści­wie o czym mówi (znał wyniki, ale natura zjawiska pozo­sta­wała i w pewnym stopniu nadal pozo­staje zagadką), a poza tym ukuł ten termin w imię wyka­za­nia para­doksu wypły­wa­ją­cego z dzi­wacz­nej kon­cep­cji, a nie pomocy w jej zaty­tu­ło­wa­niu. Moim zdaniem, w stosunku do splą­ta­nia naj­bez­piecz­niej byłoby unikać tego typu nazew­nic­twa. Fizycy ele­gancko wybrnęli z sytuacji, mówiąc o stanie splą­ta­nym i “stan” wydaje się tu rze­czy­wi­ście naj­po­ręcz­niej­szym słowem. Dwie splątane cząstki nie­wąt­pli­wie posia­dają jakąś wspólną wła­ści­wość, ale roz­cią­ga­jąca się między nimi nie­wi­dzialna nić, wymyka się poza mecha­ni­zmy znane z obser­wa­cji tra­dy­cyj­nych oddzia­ły­wań. I dobrze, bo dzięki temu zabawa jest lepsza. 

Jasne, że w tym kwan­to­wym zamie­sza­niu można mi zarzucić nie­do­kład­ność, bo w wypo­wie­dzi nie dodałem feler­nego przy­miot­nika. Ale zaufaj­cie mi – po stwo­rze­niu kil­ku­na­stu, może kil­ku­dzie­się­ciu mate­ria­łów, w których w szerszy lub węższy sposób przy­wo­ły­wa­łem siły pod­sta­wowe, po prostu zapo­mi­nam o świe­żyn­kach czy­ta­ją­cych i słu­cha­ją­cych mnie po raz pierwszy. Uwierz­cie też, że zaraz po zmon­to­wa­niu filmiku przeszła mi przez głowę myśl – cholera, pewnie zaś przy­le­zie jakaś maruda z tym splą­ta­niem – ale nie sądziłem, że tych marud znajdzie się aż tyle!