Brazil kutatók igazolták Niels Bohr Nobel-díjas dán fizikus elméletét a komplementaritásról. Az 1928-as elmélet szerint a kvantumvilágban a részecskék különböző tulajdonságai kiegészítik egymást és tulajdonságok közül csak egy ismerhető meg.

Az elmélet onnan ered, hogy Newton fizikájában minden egyértelmű és biztos, az egyenes síneken mozgó kisvonatok mozgási energiája átadódik, azonban jött Thomas Young és a kétrés-kísérlet, és egy pár évszázadra mindenkit lefoglalt a kérdés, hogy a dolgok részecskék vagy hullámok. Az újabb kísérletek késleltetett mérésekkel próbálták szétfejteni a kétféle viselkedést, de a komplementaritás, ami nemcsak fotonokra, de minden szubatomi részecskére érvényes, ezekben is megmaradt.

Young 1803-ban megállapította, hogy a réseken áthaladó fény diffrakciós mintája mutatja, hogy a fény hullám. 1905-ben Einstein a fény fotoelektromos hatása alapján bebizonyította, hogy a fény részecske. Az ellentmondást Bohr oldotta fel a komplementaritással. Einstein erre reagálva mondta, hogy Isten nem dobókockázik.

2017-ben szupravezetőkkel végzett kísérletek során ugyanakkor fizikusok olyan jelenségeket figyeltek meg, amelyek alapján a két különböző tulajdonság egyszerre volt jelen, szuperpozícióban. Ez ellentmondott a komplementaritás elvének.

A São Pauló-i ABC Egyetem kutatói újabb kísérletet dolgoztak ki, amelynek során az orvosi képalkotó rendszerekben is használt mágneses rezonanciával manipulálták különböző atomok spinjét, majd egy spin alapú mágnesesinterferencia-eszközbe küldték őket, hogy kiderüljön, részecskék vagy hullámok.

Ez a rendszer ugyanazt a statisztikát mutatta, mint a korábbi késleltetett választásos kísérletek. Azonban az új konfigurációban össze tudtuk kötni a kísérlet eredményét a hullámok és részecskék viselkedésével, ami igazolta Bohr komplementaritási elvét.

– mutatott rá Pedro Ruas Dieguez, aki Lengyelországból csatlakozott a kísérlethez.

A Popular Mechanics által megszólaltatott független szakértő, a Fordham Egyetem fizikaprofesszora, Stephen Holler elmondta, hogy az eredmény azért izgalmas, mert a brazil fizikusok egy olyan matematikai keretrendszert és kísérleti módszert hoztak létre, amivel tényleg tesztelhető egy fizikai rendszer realizmusa.

A 2022 áprilisában publikált tanulmány tanulsága, hogy a kvantumvilág egymást kizáró valóságai tényleg kiegészítik egymást. Egy részecske lehet egy helyen és mindenütt. A különbség pedig, akár a kacsintós pénztárcánál, attól függ, hogy honnan nézzük. Az, hogy a kvantumrészecskék miért vesznek fel egymást kizáró tulajdonságokat, továbbra is rejtély.

(Popular Mechanics)