Reflekterende lys fra satellit understøtter Wheelers kvanteteoretiske tankeeksperiment

Et team af forskere med Università degli Studi di Padova og Matera Laser Ranging Observatory i Italien har udført eksperimenter, der tilføjer troværdighed til John Wheelers kvanteteoretiske tankeeksperiment. I deres papir offentliggjort på open access-webstedet Videnskabens fremskridt , gruppen beskriver deres eksperiment, og hvad de mener, det viste.

Lysets natur har vist sig at være et af de sværere problemer, som fysikere står over for. For næsten et århundrede siden, eksperimenter viste, at lys opførte sig som både en partikel og en bølge, men efterfølgende eksperimenter syntes at vise, at lys opførte sig anderledes afhængigt af, hvordan det blev testet, og mærkeligt nok, syntes at vide, hvordan forskerne testede det, ændrer sin adfærd som følge heraf.

Tilbage i slutningen af ​​1970'erne, fysiker Johan Wheeler kastede rundt i et tankeeksperiment, hvor han spurgte, hvad der ville ske, hvis test tillod forskere at ændre parametre, efter at en foton blev affyret, men før den havde nået en sensor til test – ville den på en eller anden måde ændre sin adfærd midtvejs? Han overvejede også mulighederne, da lys fra en fjern kvasar tog sig vej gennem rummet, bliver linset af tyngdekraften. Var det muligt, at lyset på en eller anden måde kunne vælge at opføre sig som en bølge eller en partikel afhængigt af, hvad videnskabsmænd her på Jorden gjorde i forsøget på at måle det? I denne nye indsats, holdet i Italien satte sig for at demonstrere de ideer, som Wheeler havde foreslået - men i stedet for at måle lys fra en kvasar, de målte lys, der blev kastet fra en satellit tilbage til Jorden.

Eksperimentet bestod i at skyde en laserstråle mod en stråledeler, som rettede strålen mod en satellit, der rejser i lav kredsløb om Jorden, som reflekterede det tilbage til Jorden. Men da lyset rejste tilbage til Jorden, forskerne havde tid til at træffe et valg, om de ville aktivere en anden stråledeler, da lyset var på vej. Dermed, de kunne teste, om lyset var i stand til at fornemme, hvad de gjorde, og reagere derefter. Holdet rapporterer, at lyset opførte sig lige som Wheeler havde forudsagt - og demonstrerede enten partikel- eller bølgelignende adfærd, afhængig af adfærden hos dem, der studerer det.

© 2017 Phys.org