Kwantumverstrengeling: poort naar een onbekende wereld

Share Button

Einstein dacht met zijn EPR-gedachtenexperiment een vernietigende slag aan de kwantummechanica te hebben toegebracht. In plaats daarvan opende hij een natuurkundige doos van Pandora. Als twee kwantumdeeltjes met elkaar verstrengeld zijn, beïnvloedt een meting van het ene deeltje de uitkomst van een meting van het andere deeltje. Spookachtige werking op afstand dus. Ook al bevindt het ene deeltje zich in een ander melkwegstelsel of zelfs in de toekomst, de meting blijft altijd het andere deeltje beïnvloeden.

Onverklaarbaar en ten diepste verbonden met kwantumonzekerheid

Nog steeds is er geen goede verklaring voor dit fenomeen. Het is – met het meetprobleem, de vraag waarom de exacte uitkomst van  een meting aan een kwantumdeeltje onvoorspelbaar is – de twee redenen dat er meerdere interpretaties van kwantummechanica bestaan.

Twee kwantumverstrengelde fotonen.

Twee kwantumverstrengelde fotonen.

Een beschrijving bestaat al wel. Deeltjes – of groepen deeltjes – kunnen nul tot honderd procent met elkaar verstrengeld zijn. Hoe sterker de verstrengeling, hoe groter de overeenstemming als metingen op de deeltjes worden uitgevoerd.

In experimenten bleek tot nu toe dat de meetresultaten niet afwijken van de theoretisch voorspelde eigenschappen van kwantumverstrengelde systemen. De beschrijving klopt dus, maar de beschrijving is, vermoeden veel onderzoekers, verre van compleet. Wat is het dat de mate van verstrengeling bepaalt?

Ondertussen is al wel bekend dat op de een of andere manier kwantumverstrengeling en kwantumonzekerheid ten diepste met elkaar verbonden zijn: het blijkt namelijk dat kwantumonzekerheid een limiet stelt aan de maximale kwantumverstrengeling.

Onopgeloste kwestie: kwantumdecoherentie

Kwantumcoherentie, de staat dat alle deeltjes in een systeem met elkaar verstrengeld zijn, is zeer uitzonderlijk. We kennen maar enkele macroscopische systemen die volledig  kwantumverstrengeld zijn, bijvoorbeeld supervloeistoffen. In een supervloeistof (we kennen er maar twee: helium-4 en helium-3, enkele graden boven het absolute nulpunt) overlappen de waarschijnlijkheidsgolven van deeltjes (heliumatomen in dit geval) elkaar waardoor ze hun individuele identiteit verliezen en zich als één geheel gaan gedragen, ook op kwantumniveau. In alle andere systemen bestaat er geen massale kwantumverstrengeling.

Er moet dus een reden zijn dat deeltjes kwantummechanisch van elkaar gescheiden raken: kwantumdecoherentie. We weten dat het iets met entropie, wanorde dus, te maken moet hebben want grootschalige kwantumverstrengeling komt alleen voor in systemen vlak boven het absolute nulpunt en een meting betekent in feite dat een deeltje ‘entangled’ wordt met iets dat enorm groot is, m.a.w. iets dat een temperatuur kan hebben.

De meest logische interpretatie lijkt me persoonlijk dat de grote massa (in de betekenis van: het onzaglijk aantal deeltjes en dus kwantumtoestanden) van het kwantumsysteem van de waarnemer, zo geconfigureerd dat een exacte meting afgedwongen wordt, deze oplegt aan het fragiele kwantumsysteem dat gemeten wordt. Omdat het exacte aantal deeltjes in de waarnemer en de manier waarop ze kwantumverstrengeld zijn, uiteraard onbekend is (denk aan de vraag of het aantal moleculen in een liter water even of oneven is), is de uiteindelijke uitkomst van de meting dat ook en kan deze alleen als kans beschreven worden. Net zoals het aantal moleculen in een liter water 50% kans heeft even of oneven te zijn elke keer als je een nieuwe liter water pakt.

Onopgeloste kwestie: exacte mechanisme (mechanica) van kwantumverstrengeling

We kunnen exact beschrijven hoe deeltjes met elkaar verstrengeld zijn en hoe verstrengelde deeltjes zich gedragen. We weten echter niet, wat hetgeen is dat verstrengelde deeltjes met elkaar verstrengeld laat zijn, m.a.w. hun identiteit laat delen. Is identiteit iets dat ruimte en tijd overstijgt? Nieuwe experimenten en theoretische modellen wijzen hier op, nu zelfs deeltjes op lichtjaren afstand en gescheiden door de tijd met elkaar verstrengeld kunnen zijn.

Fysici over de hele wereld houden zich nu voornamelijk bezig met esoterische domeinen als de snaartheorie, waar enkele experimenteel niet aangetoonde veronderstellingen aan ten grondslag liggen. Dit terwijl een voor de hand liggend onderdeel van een natuurkundige basistheorie nog steeds niet ontraadseld is. Niet erg verstandig.

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

19 reacties

  1. Alfa schreef:

    Als we zover komen dat we zelf in staat zijn, kwantumverstrengeling in twee verzamelingen deeltjes te creëeren, kunnen we daar grote hoeveelheden energie mee winnen. De ene helft kunnen we dan in een warmteverbruiker plaatsen, de andere helft in een warmtebron, bijvoorbeeld de zon, maar ook op aarde diep in de grond. Het perpetuum principe is dan tot op zekere hoogte meteen een feit, waarmee ik bedoel; de zon en de aarde moeten eens afkoelen natuurlijk, maar verder zie ik geen beperkingen.

    • Germen schreef:

      Klopt Alfa, het is zelfs al theoretisch aangetoond dat het kan. Kwantumkoelkasten werken zo. Als er maar een manier bestaat om die kwantumverstrengeling te laten bestaan of (helemaal mooi) kunstmatig op te wekken tussen bijvoorbeeld hier en een naburige ster.

      • Alfa schreef:

        De complete energievoorziening, waar de mens zich dan ook vestigen zal, is dan voor altijd gegarandeerd. Ruimte schepen worden ruimtesteden, alle behoeften worden copiën van een concept zonder einde. Het kan de sleutel op de deur naar een eeuwig leven zijn.

  2. Mindfulness schreef:

    We hebben het hier nog steeds over de energie die dingen doet bewegen. Dus niet over de energie die leven doet ontstaan , de levensvonk esoterische energie. Of bedoel je daar de sleutel van eeuwige leven mee.

    • Alfa schreef:

      Mindfullness.

      Wie zegt dat de energie die de dingen doet bewegen, de energie niet is die leven doet ontstaan? Om energie in een vorm van gekristalliseerde organisatie te krijgen, heb je eerst materiële vormen nodig, pure energie kent geen roosters waarop het patroon van de geest kan ontstaan. De overigens puur theoretisch esotherische energie, staat in verhouding tot de bewezen materiëel gebonden, en ook bewezen aanwezig werkende energie, in geen enkele reëele vorm van verhouding.
      De geest komt uit materie voort, en niet andersom. De materie is een onontkoombare tussenstap, in het proces van de schepping van een bewuste geest. Deze zaken omdraaien is kenmerkend voor religieuze manipulatoren, en niet alleen natuurkundig een bewezen volkomen onjuiste hypothese, maar ook een bewust gekozen uitgangspositie, teneinde een mens te kunnen beïnvloeden. Energie kristalliseert uit tot materie, daarna kan evolutie van leven uitkristalliseren tot intelligentie. Als u dit niet kunt inzien, of wilt inzien om publiekelijke belangen van uw religie te verdedigen, is wat mij betreft de discussie gesloten.

  3. Julie schreef:

    Even terug naar de vraag, wat coherentie veroorzaakt?
    Dat is wel bekend: coherentie treedt op als twee golven in staat zijn tot een statisch patroon van destructieve of constructieve interferentie.
    Decoherentie treedt op wanneer een systeem interageert met zijn omgeving in een thermodynamisch onomkeerbare manier.
    De natuurkundigen kunnen meten en berekenen, maar willen natuurlijk het proces volledig beheersen voor uiterste nauwkeurigheid voor kwantumcomputers.
    De vraag op zichzelf wat de correlatie precies is, is ook de moeite waard: de interpretatie van Bohm stelt dat er een gidsgolf bestaat die wat als individuele deeltjes wordt gezien, verbindt, zodanig dat de veronderstelde verborgen variabelen in feite de deeltjes zelf zijn, die bestaan als een resultaat van de golf.
    Informatie zou verder niet sneller overgebracht kunnen worden dan (de snelheid van) het licht.
    Informatie moet eerst worden opgenomen en dan getransporteerd..

  4. j.vaes schreef:

    wie helpt mij uit de droom?
    Er wordtgezegd dat twee deeltjes verstrengeld zijn als de meting van het ene deeltje de uitkomst van de meting van het andere deeltje bepaalt. Welnu: ik heb in de ene hand een rode knikker en in de andere een blauwe, maar ik weet niet welke knikker in welke hand zit. Als ik nu een meting verricht (bv. mijn rechterhand open)en ik zie een rode knikker dan weet ik instantaan dat de knikker in mijn linkerhand rood is.Hier is niets geheimzinnigs aan. Wat is het verschil met deeltjes waarvan ik weet dat ze verstrengeld zijn, bv dezelfde spin hebben?
    Als ik de spin van het ene deeltje meet dan weet ik tegelijkertijd ook de spin van het andere deeltje. Niets geheimzinnigs aan (er hoeft helemaal geen be”invloeding op afstand te zijn).
    Ik zal wel een fout maken, maar waar zit die?
    Alvast bedankt voor een antwoord.

    • Barry schreef:

      J Vaes,

      Ben je er voor om een einsteiniaans raadseltje op te lossen?

      Rechts is daar waar de duim links zit, links is daar waar de duim rechts zit. Als je je rechterhand opend en je ziet de knikker liggen waar is de duim dan?
      Als er iemand recht tegenover je staat en je opend je rechterhand en die persoon ziet de knikker liggen, waar zit de duim dan volgens die persoon? Er is maar 1 antwoord mogelijk op het raadseltje en voorzover ik jouw vraag begrepen heb is het ook tegelijkertijd het antwoord op je vraag.

      hahaha lolll…ik weet niet of ik je uit de droom heb geholpen maar ik ga nog even verder met luchtkasteeltjes bouwen.. :)

  5. j.vaes schreef:

    sorry,even een correctie.Op regel 7 moet staan: dat de knikker in mijn linker hand blauw is.

  6. Alfa schreef:

    Barry geeft antwoord, laten we het aan zijn onmetelijke wijsheid overlaten. Ik stop er dan ook mee, zijn wijsheid is onbegrenst en goddelijk, daar kan geen ziel en zelfs God niet tegen op. Einde van mijn reacties op visionair punt nl.

  7. j.vaes schreef:

    Barry,
    Bedankt voor je reactie.De oplossing van het einsteiniaans raadseltje is: het is maar net vanuit welk standount je het bekijkt; dat is zo einstein als het maar kan, maar het brengt mij niet verder.
    Ik ben het met Einstein eens als hij zegt dat de meting van het ene deeltje geen invloed op afstand kan hebben op de uitkomst van een meting van het andere deeltje. Zo’n spookachtige werking bestaat niet.
    Er is in de kwantumfysica nl. geen deelje, totdat er een gemeten wordt. Er kan dus ook geen sprake zijn van de spin van een deeltje totdat de spin gemeten is.
    Bijgevolg kan er ook geen sprake zijn van twee deeltjes met dezelfde spin voordat er een meting daarvan plaatsvindt. Daarom kunnen wij ook niet zeggen dat een Gerlachinstrument de spin van een deeltje kan veranderen voordat het deeltje gemeten is. Want het Gerlachinstrument meet nl. niet. Het doet slechts iets.
    Als men zegt: “het Gerlachinstrument verandert de spin van het ene deeltje en daarmee ook de spin van het andere deeltje”, is dat non-sens, in de letterlijke zin van “zonder betekenis”, want er zijn nog geen deeltjes. Als er uiteindelijk gemeten wordt vindt men bij beide deeltjes dezelfde spin, maar is dat nu zo vreemd voor wie ervan uitgaat (volgens mij overigens ten onrechte )dat er aanvankelijk twee deeltjes met dezelfde spin zijn? Het probleem lijkt mij niet groter dan twee knikkers van dezelfde kleur in twee gesloten handen. Open je de ene hand dan weet je ook de kleur van de knikker in de andere hand.Als er dan al be”invloeding is van de ene knikker door de andere mag die Joost weet waar vandaan komen,
    maar het gezond verstand zegt dat die invloed in ieder geval niets te maken heeft met het openen van welke hand dan ook.

    • Barry schreef:

      J Vaes,

      Ik ben bang dat ik je idd ook niet verder kan helpen hiermee, ik zag je reactie en het raadseltje gebaseerd op je verhaal schoot me opeens te binnen, ik vond het gewoon ontzettend grappig en moest het gewoon opschrijven.. :)

      Mischien dat ik je alsnog een iets zinniger antwoord ga geven, ik zal me hier eens wat beter in gaan verdiepen. Vooral omdat datgene wat jij zegt in theorie wel zou moeten kloppen, ik zie dus ook geen fout in je redenering.

      Ik kan wel zeggen dat ik het een vreemd verschijnsel vind,“de meting van het ene deeltje geen invloed op afstand kan hebben op de uitkomst van een meting van het andere deeltje“, als 2 deeltjes met elkaar verbonden zijn (verstrengeld)dan zijn er nog 2 dingen die er wel van op invloed zijn, tijd en afstand. Hoe langer een deeltje bestaat hoe meer energieverlies er is in dat deeltje, in mijn logica zou dat dus moeten betekenen dat als 1 deeltje hier is en 1 deeltje is 20 miljoen km verderop dat het deeltje wat ver weg ligt minder energie zou moeten hebben dan het deeltje wat hier op aarde is, dat zou dus betekenen dat ondanks dat beide deeltjes met elkaar verbonden zijn dat 1 deeltje toch zwakker is.

  8. Julie schreef:

    J.Vaes,
    Als de twee leden van een verstrengeld paar worden gemeten, zal de een altijd een opwaartse spin hebben en de ander een neerwaartse spin.
    De afstand tussen de twee deeltjes doet er daarbij niet toe. Om dit resultaat te verklaren zijn er theoretici die stellen dat er verborgen variabelen kunnen zijn die staan voor de spin van elk deeltje, en dat deze verborgen variabelen bepaald worden als het verstrengelde paar wordt gecreeërd.
    (De verborgen variabele die het ene deeltje beschrijft kan onmiddelijk omslaan als het andere wordt gemeten.)

  9. j.vaes schreef:

    Julie,
    Maar waar zit dan het geheimzinnige hiervan?
    Als je de spin van het ene deeltje weet dan weet je automatisch ook die van het andere deeltje. Ik zie geen werking op afstand? Als ik in de ene hand een blauwe knikker heb en in de andere een rode zonder te weten welke knikker in welke hand zit hoef ik maar een hand te openen en ik weet direct welke kleur er in de andere zit.Niets geheimzinnigs aan! Overigens bedankt voor je reactie.

    • Barry schreef:

      J. Vaes,

      Ik geloof dat ik begrijp waar het geheimzinnige in zit, de stelling dat er verborgen variabelen zijn en dat ze nog niet weten waarom die verborgen variabelen zich pas openbaren als het verstrengeld paar word gecreeerd. Als wetenschappers deze verborgen variabelen vinden zijn ze in staat om zelf paren te gaan verstrengelen.

  10. Julie schreef:

    Dat is die interpretatie van Bohm, (“correlatie”)
    zie bij mijn reactie van 23 jan. 12.53 uur.

  11. j.vaes schreef:

    Barry,
    Dit helpt mij iets verder. Ik weet nu in welke richting ik verdermoet gaan.
    Bedankt!

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger