Delftse onderzoekers: Einsteins theorie ontkracht

AFP

Onderzoekers van de TU Delft hebben in een experiment aangetoond dat deeltjes elkaar direct kunnen beïnvloeden, zelfs op grote afstand. Oftewel: dat kwantummechanische verstrengeling bestaat. 

De onderzoekers hebben daarmee naar eigen zeggen Einsteins natuurkundige denkbeelden voor eens en voor altijd ontkracht. Dat zou een einde maken aan een tachtig jaar lange discussie. De bevindingen zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Appels

De theorie kan worden verduidelijkt door het voorbeeld van twee appels: een groene en en rode. Volgens Einstein staat de kleur van de appel al vast voordat je ernaar kijkt. Die kleur zou worden bepaald door een verborgen variabele in de appel zelf.

Maar de kwantummechanica ontkent het bestaan van zo'n verborgen variabele. De kleur van de appel zou pas worden bepaald op het moment dat je ernaar kijkt. Vóór dat moment kan de appel meerdere kleuren hebben. Pas als je ziet dat de ene appel groen is, wordt de andere rood. 

Kijken naar de ene appel heeft dus invloed op de toestand van de andere. Dit fenomeen geldt voor alle deeltjes en heet kwantummechanische verstrengeling, iets wat Einstein dus ontkende.

Verstrengelde appels

John Bell

In de discussie over de theorie van Einstein is nog iemand belangrijk, namelijk de theoreticus John Bell. Al in 1964 bedacht hij een experiment om te bewijzen dat Einsteins verborgen variabelen niet bestaan. En dat een band tussen deeltjes dus wel mogelijk is.

In de jaren daarna zijn veel experimenten uitgevoerd op basis van het idee van Bell. Twee mazen in het idee stonden dat echter in de weg. De te meten deeltjes zaten namelijk te dicht op elkaar, waardoor ze mogelijk met elkaar konden communiceren tijdens de test. 

Daarnaast was er het probleem dat niet alle deeltjes gemeten werden, waardoor het experiment niet representatief was. Het lukte wetenschappers nooit om beide mazen tegelijk te dichten. Daardoor kon het bestaan van kwantummechanische verstrengeling nooit volledig worden bewezen.

Het onderzoek

Tot nu. De onderzoekers van de TU Delft zeggen de eersten te zijn die beide 'fouten' hebben weggewerkt. Ze zetten twee diamanten 1,3 kilometer van elkaar vandaan. Beide diamanten bevatten een elektron. De elektronen werden aan elkaar verbonden door middel van licht. Daarna voerden de wetenschappers het Bell-experiment uit. In totaal deden ze 245 metingen.

Uitleg van het onderzoek TU Delft

De elektronen konden zowel linksom als rechtsom bewegen. De wetenschappers bekeken de beweging vanuit twee verschillende oogpunten, namelijk van bovenaf en vanaf de zijkant. Vervolgens werd vastgesteld of de beweging van het ene elektron klopte met die van het andere elektron. 

Een voorbeeld van een 'juiste' combinatie: bewoog het ene elektron van bovenaf gezien linksom, dan zou het andere elektron van bovenaf gezien rechtsom moeten draaien.

75 procent?

De metingen bleken in 80 procent van de gevallen te kloppen. Het ene elektron bewoog dan dus in de juiste richting ten opzichte van het andere elektron. Volgens Einsteins theorie was dit nooit mogelijk geweest. Hij stelde dat in maximaal 75 procent van de gevallen de goede beweging gemeten zou kunnen worden.

Hiermee is volgens de onderzoekers definitief bewezen dat Albert Einsteins wereldbeeld niet klopt. De toestand van een deeltje wordt niet bepaald door een verborgen variabele en is dus niet al vooraf vastgelegd. Zelfs op grote afstand kunnen deeltjes invloed uitoefenen op elkaars toestand.