Provalija između svjetova: Naučnici su proizveli česticu svjetlosti koja istovremeno postoji u 37 dimenzija

Kroz istoriju nauke, čovječanstvo je pokušavalo razumjeti univerzum koristeći logiku, intuiciju i neposredno iskustvo. Naša svakodnevica temelji se na lokalnom realizmu – ideji da objekti imaju određena svojstva čak i kada ih ne posmatramo, te da na njih mogu utjecati samo stvari koje se nalaze u njihovoj neposrednoj blizini. Međutim, kako ulazimo dublje u srce materije, ta logika se raspada.

Nedavno objavljena studija u časopisu Science Advances gurnula je granice poznate fizike do tačke koja je donedavno bila nezamisliva.

Koristeći fotone koji egzistiraju u nevjerovatnih 37 dimenzija, naučnici su uspjeli dokazati da je jaz između kvantnog i klasičnog svijeta mnogo dublji nego što smo ikada zamišljali.

Einsteinova dilema i GHZ paradoks

Albert Einstein je kvantnu mehaniku prihvatao kao koristan alat, ali ju je duboko mrzio kao opis stvarnosti.

Njegova čuvena fraza o “sablasnom djelovanju na daljinu” odnosila se na kvantnu isprepletenost – fenomen gdje dvije čestice postaju toliko povezane da promjena stanja jedne trenutno utječe na drugu, bez obzira na to jesu li udaljene milimetar ili milijardu kilometara.

Dok su rani testovi (poput Bellovih nejednakosti) koristili statističke metode da dokažu ovu čudnovatost, Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ) paradoks iz 1989. godine ponudio je nešto mnogo brutalnije: matematičku nemogućnost.

GHZ paradoks pokazuje da, ako bismo pokušali opisati kvantni sistem koristeći pravila klasične fizike, dobili bismo rezultat koji je logički neodrživ – poput jednačine u kojoj je 1 = -1.

Šta zapravo znači “37 dimenzija”?

Kada čujemo riječ “dimenzije”, često zamišljamo paralelne univerzume ili skrivene prostore.

U kontekstu ovog eksperimenta, dimenzije se odnose na stepene slobode ili različite mjerljive karakteristike čestice svjetlosti (fotona).

Dok mi živimo u tri prostorne dimenzije (dužina, širina, visina), ovi fotoni su podešeni tako da nose informacije u 37 različitih “referentnih tačaka”.

Zamislite to kao razliku između starog televizora koji može prikazati samo crnu i bijelu boju (2 dimenzije stanja) i modernog ekrana koji može generisati milione nijansi.

Što je više dimenzija uključeno u sistem, to on postaje kompleksniji i sposobniji za prenos informacija.

Naučni tim iz Danske uspio je “ugurati“ GHZ paradoks u ove visokodimenzionalne sisteme, testirajući dokle doseže kvantna nelokalnost.

Eksperiment koji prkosi intuiciji

Vođa istraživanja, Zhenghao Liu sa Tehničkog univerziteta u Danskoj, objasnio je da su morali kreirati koherentnu svjetlost – savršeno sinhronizovanu u boji i talasnoj dužini – kako bi precizno manipulisali fotonima.

Cilj je bio vidjeti koliko “neklasično” se ovi sistemi mogu ponašati.

Rezultati su bili zapanjujući. Pokazalo se da što je više dimenzija uključeno, to su kvantni efekti snažniji i teže ih je objasniti bilo kakvom tradicionalnom teorijom.

Ovo nije samo potvrda stare teorije, već spoznaja da smo do sada vidjeli samo vrh ledenog brijega.

Kvantna mehanika nije samo “čudna” – ona je fundamentalno drugačija od svega što naše ljudsko iskustvo poznaje.

Zašto je ovo važno za budućnost?

Možda se pitate kakve veze 37-dimenzionalni fotoni imaju sa vašim svakodnevnim životom. Odgovor leži u tehnološkoj revoluciji koja se već nazire.

Na polju kvantnog računarstva, tradicionalni kompjuteri oslanjaju se na bitove koji mogu imati vrijednost nula ili jedan.

Možda vas zanima: “Tajne poruke” u ljudskoj DNK: Šta skrivaju naši geni?

Kvantni računari, s druge strane, koriste kubite, a visokodimenzionalni sistemi – poput onih koji obuhvataju čak 37 dimenzija – omogućavaju drastično veći kapacitet obrade podataka unutar istog fizičkog prostora, otvarajući vrata računanju nezamislivih razmjera.

Jednako revolucionarne posljedice očekuju se u oblasti kriptografije.

Kvantna komunikacija koristi upravo ove naizgled “nemoguće” veze, pri čemu svaki pokušaj presretanja informacije neizbježno narušava kvantno stanje sistema.

Rezultat je komunikacija u kojoj špijunaža, barem teorijski, postaje nemoguća, jer sam čin posmatranja ostavlja neizbrisiv trag.

Napredak u razumijevanju visokodimenzionalnih sistema ima potencijal da transformiše i razvoj senzora nove generacije.

Takvi senzori mogli bi dostići nevjerovatnu preciznost, omogućavajući detekciju suptilnih fenomena poput gravitacionih talasa ili mikroskopskih promjena unutar ćelija, s tačnošću kakva do sada nije bila dostižna.

Ledeni brijeg stvarnosti

Prije stotinu godina, mislili smo da razumijemo kako se planete kreću i kako jabuke padaju sa drveta.

Danas, nalazimo se pred vratima realnosti u kojoj matematika dozvoljava paradokse, a svjetlost pleše u 37 dimenzija.

Naučnici vjeruju da je ovaj rad otvorio brojne nove puteve istraživanja.

Kako budemo ovladavali ovim visokodimenzionalnim sistemima, možda nećemo samo riješiti misterije univerzuma, već ćemo izgraditi tehnologiju koja će današnje superkompjutere učiniti jednostavnim poput kamenih sjekira.

Kvantni zec je skočio duboko u svoju rupu, a mi smo tek počeli da shvatamo koliko je ta rupa zapravo duboka.