Легетова неједнакост и њен утјецај на поимање стварности
Ово је више тема из физике него математике, али нећемо сад да цјепидлачимо.
Шта је то Легетова неједнакост?
Да бисмо разумјели тај процес у цијелости, прво морамо да изнесемо неке основе из квантне механике и хромодинамике.
Знамо да се материја, по важећим физикалним теоријама, састоји од атома, а они пак од субатомских честица, електрона, протона и неутрона. Ове две потоње честиве чине језгру атома и саме су састављене од још мањих честица, тзв. кваркова, који још нису добијени у слободном стању, јер је за то потребна огромна енергија, којом за сад још не располажемо. Управо ће то бити један од покуса који ће бити спроведени у новом CERN-ovom хадронском суперсударачу, у којем ће, вјерује се, та разина енергија бити досегнута у сударању протона који ће се кретати брзином од 99,998% брзине свјетлости.
Осим ових честица, постоје још и фотони (честице преносници електромагнетске силе), неутрини, W и Z честице, преносници слабе нуклеарне силе, те још неоткривени гравитони, преносници гравитационе силе.
Осим свих ових честица, постоје и античестице, које имају једнаку масу, али неке друге градивне елементе супротне од својих пандана (као што је ел. набијеност). Сударање честице и античестице увијек изазива анихилацију, тј. тотално поништење масе обе честице, које се исказује као провала високоенергетског гама-зрачења. Тако електрон има своју античестицу која се зове позитрон, протон има антипротон као пандан (који има негативан електрицитет), и све остале честице, осим фотона, који је сам себи античестицом!
Управо фотон је тај који нас овдје интересује. Да бисмо схватили шта је то у ствари Легетова неједнакост, морамо прво да објаснимо пар фундаменталних правила која владају у том микро-свијету субатомских честица, гдје здрав разум више не помаже.
Наиме, један од главних закона по коме се равнају субатомске честице је Хајзенбергов теорем неодређености, који нам говори да некој честици никад не можемо тачно да знамо и локацију, и смјер и брзину кретања. У бити, субатосмке честице се понашају двојако, некад као честице, некад као таласи, и управо то таласно понашање и доводи до већ наведене неодређености положаја и брзине честице. Али то није класични талас, као на води, већ талас вјероватности гдје се која честица у датом трену може да налази! То доводи до, нама несхватљивих дешавања као што је квантна телепортација субатомских честица, кад, нпр. електрон тунелира из језгре атома код бета- радиоактивног распада, једноставно прескочи све електонске орбитале које окружују атом, те настави својим путем. Електрон једноставно пређе одређену раздаљину без утрошка времена, престајући постојати на једном мјесту и истог трена се појавивши на сасвим другом. Управо то дешавање омогућује и функционисање полуводича, да не постоји квантна телепортација електрона, читава електронска индустрија остала би без посла!
Али нас овдје интересују фотони, који се још и више повинују овој сили неодређености, пошто су они најмање и најлакше честице које постоје, дапаче, уопште немају масе мировања, тако да се увијек крећу највећом могућом брзином коју дозвољава ово наше просторвријеме, а то је управо брзина свјетлости! (Истина, то не важи у свим случајевима, недавно је један француски истраживачки тим успио чак зауставити талас свјетлости, служећи се вишеструким ласерским зрацима које су пропуштали кроз разне кристалне материјале, али то је материјал за другу тему.) Уочено је још одавно да се фотони понашају понекад као честица (код фотоелектричног ефекта, кад је фотон у стању да избаци електрон из електронске љуске атома), а већином као талас (као код распростирања електромагнетских таласа кроз простор).
Ипак, у посљедње вријеме, код фотона откривени су још мање схватљива дешавања, која пркосе и самом нашем поимању стварности.
Прва од њих је тзв. квантна преплетеност фотона. Шта је то? Ево кратког прегледа на Википедији:
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_entanglement, а који ћу ја својим ријечима још да скратим. Наиме, открило се да парови фотона, створени у неком процесу (нпр. анихилацијом електрона и позитрона), задржавају везу један са другим чак и кад их раздваја пола свемира! Они, иако су две посебне честице, понашају се као једна, или као да су повезане неком пупчаном врпцом макар се удаљили на супротне стране свемира. Наиме, покусима, којима се одређивао спин, тј, смјер вртње фотона око своје оси, чим би се једном фотону одредио спин, овај његов парњак би истог трена задобивао супротан спин, како и треба да буде код парова фотона који имају исто извориште. Али, оно што запањује, чим би се једном фотону спин промијенио, нпр, пропуштањем кроз поларизујуће стакло, истог трена би се и овом другом фотону промијенио спин, макар се налазио и на супротном страни свемира! Значи, информација између та два фотона путује не брзином свјетлости, већ тренутачно, тако побијајући све шта знамо о природи просторвремена!
Ово запањујуће откриће навело је неке квантне физичаре да посумњају у саму реалност овог просторвремена у ком се налазимо, тако да је британски квантни физичар, Дејвид Бом (http://en.wikipedia.org/wiki/David_Bohm), створио своју теорију холограмског свемира (http://en.wikipedia.org/wiki/Holographic_paradigm), која нам указује да су на некој темељној разини постојања све ствари у нашем свемиру повезане, а да је ово наше поимање просторвремена само апроксимација стварног стања ствари коју непрекидно, из трена у трен, стварају наши мозгови, интерферометри запањујуће снаге, чији електромагнетски таласи, стварани процесима детерминистичког хаоса који обликују наш ум, су у ствари одговорни за колапс квантних фукција вјероватности и стварање одређене стварности из колоплета безброј алтернативних стварности. У бити, Бомов закључак је био тај да ми сами стварамо ову стварност коју видимо око себе, из трена у трен! То је у ствари процес тзв. квантне декохернеције (http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_decoherence)
Ово запањујуће откриће дуго је остало без екрперименталне потврде, све док научници, захваљујући побољшању и повећању мјерне прецизности аналитичких инструмената, нису постали у стању да измјере тзв. Белову неједнакост (http://en.wikipedia.org/wiki/Bell%27s_inequality), и резултати експеримента су ту неједнакост почели доказивати! Наиме, Белова неједнакост говори да у одрећеним случајевима, који укључују ове парове везаних фотона, резултат експеримента овиси о томе да ли су честице посматране од стране научника или не, тиме сугеришући да сами научници, својим посматрањем утјечу на резлутат експеримента! Легет (http://en.wikipedia.org/wiki/Anthony_James_Leggett) је додатно разрадио ову Белову неједнакост, сугеришући да исход експеримента овиси о томе да ли је експеримент посматран или не, ради тога што присуство научника, одн, њихово посматрање експеримента и фотона утјече на колапс квантних функција вјероватности, тако активно креирајући, стварајући стварност око нас!
Прошле године, аустријски квантни физичар Антон Цајлингер (http://en.wikipedia.org/wiki/Anton_Zeilinger), успио је на универзитету у Бечу, са групом сарадника, да потврди Легетову неједнакост у експерименту (http://physicsworld.com/cws/article/news/27640), тако потврдивши да људски ум и посматрач директно утјече на исход експеримента са квантно преплетеним фотонима, чиме је потврдио да у ствари ова наша стварност, коју видимо око себе, постоји само док је има ко да посматра! Људски ум, интерферометар, ствара ову нашу стварност из трена у трен, старајући космос из хаоса пробабилитета који у ствари лежи у темељу свих ствари!
Немогуће је и исказати важност ове експерименталне потврде чињенице да ми, људи, стварамо ову стварност око себе. Старе легенде, и филозофски правци као што је таоизам тако су коначно добили и експерименталну потврду у најпрогресивнијим гранама физике, чиме је наука направила пун круг, одвојивши се од мрачних митова, легенди и религија, само да би се поновно сјединила са просвјетитељским филозофским учењима и легендама истока.
Коначан исход свега овога може да се опише и овако: човјек је некоћ давно био господар своје сопствене судбине, и то може опет да постане...
