Τα υποατομικά σωματίδια μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους ακόμα κι αν τα χωρίζουν δισεκατομμύρια έτη φωτός από το διάστημα.
Αλλά αυτό το παράξενο και τρομακτικό φαινόμενο δεν αποδείχθηκε έως ότου ο φυσικός John Clauser από το Walnut Creek πραγματοποίησε ένα πρωτοποριακό πείραμα στο UC Berkeley το 1972 – ένα κατόρθωμα που τιμήθηκε την Τρίτη με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής.
Ο Clauser, 79 ετών, μοιράζεται το βραβείο των 900.000 δολαρίων με δύο συναδέλφους του φυσικούς που ακολούθησαν τα βήματά του: τον Alain Aspect του Université Paris-Sclay και École Polytechnique στη Γαλλία και τον Anton Zeilinger, από το Πανεπιστήμιο της Βιέννης στην Αυστρία.
Η ανακάλυψη, η οποία έχει γίνει πλέον μια βασική έννοια της κβαντικής μηχανικής, θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στους υπολογιστές, την κρυπτογραφία και τη μετάδοση πληροφοριών μέσω αυτού που είναι γνωστό ως «κβαντική τηλεμεταφορά», σύμφωνα με την Επιτροπή Νόμπελ.
Δουλεύοντας ανεξάρτητα, οι τρεις επιστήμονες διεξήγαγαν πειράματα που απέδειξαν «κβαντική εμπλοκή», ένα περίεργο φαινόμενο στο οποίο ένα σωματίδιο μπορεί να επηρεάσει ακαριαία τη συμπεριφορά άλλων σωματιδίων – ακόμα κι αν είναι μακριά, όπως οι απέναντι πλευρές του σύμπαντος.
Το έργο του Clauser μέτρησε τη συμπεριφορά ζευγών μικροσκοπικών φωτονίων, τα οποία ήταν «μπλεγμένα» ή δρούσαν συλλογικά. Έδειξε, στην ουσία, ότι η φύση είναι ικανή να στέλνει σήματα πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός.
Αυτό το φαινόμενο, που αποτελεί τη βάση των σημερινών κβαντικών υπολογιστών και άλλων σύγχρονων κβαντικών τεχνολογιών, είναι τόσο παράξενο που ο φυσικός Άλμπερτ Αϊνστάιν το αποκάλεσε «απόκοσμη δράση σε απόσταση».
«Σήμερα τιμούμε τρεις φυσικούς των οποίων τα πρωτοποριακά πειράματα μας έδειξαν ότι ο περίεργος κβαντικός κόσμος της εμπλοκής… δεν είναι απλώς ένας μικρός κόσμος ατόμων και σίγουρα δεν είναι ένας υποθετικός κόσμος μυστικισμού ή επιστημονικής φαντασίας, αλλά ο πραγματικός κόσμος στον οποίο ζούμε», Tours είπε. Hans Hansson της Επιτροπής Νόμπελ Φυσικής κατά τη διάρκεια συνέντευξης Τύπου στη Στοκχόλμη.
Ο Closer, πλέον συνταξιούχος, περνά τις μέρες του αγωνιζόμενος με το 40 ποδιών γιοτ του στον κόλπο του Σαν Φρανσίσκο, «το μεγαλύτερο μέρος ιστιοπλοΐας στον κόσμο».
Σε συνέντευξή του την Τρίτη, είπε στο Bay Area News Group ότι ήταν χαρούμενος με τα νέα στις 3 τα ξημερώματα από τη Στοκχόλμη και τα κύματα των συγχαρητηρίων κλήσεων για τσουνάμι. «Μου πήρε πάνω από μία ώρα για να φορέσω το παντελόνι μου», αστειεύτηκε.
Γεννημένος ένα χρόνο μετά το Περλ Χάρμπορ το 1942, ο Κλάουζερ μεγάλωσε στα προάστια της Βαλτιμόρης, όπου ο πατέρας του προσελήφθη για να δημιουργήσει το τμήμα αεροπορίας στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς.
Ο ίδιος πιστώνει στον πατέρα του την αγάπη του για την ηλεκτρονική χειραγώγηση, μια δεξιότητα απαραίτητη για μελλοντικές πειραματικές ανακαλύψεις.
Μετά το σχολείο, όταν έπρεπε να κάνει τα μαθήματά του, είπε μέσα Η προφορική ιστορία καταγράφηκε από το Αμερικανικό Ινστιτούτο Φυσικής.
Πείτε γεια στον τελευταίο νικητή του Βραβείου Φυσικής John Closer που τράβηξε αυτή τη φωτογραφία πριν από λίγα λεπτά!
Εκτός από την εργασία του στην κβαντομηχανική, ο Clauser είναι ένας παθιασμένος ναυτικός που έχει συμπληρώσει πολλαπλές πατέντες για να αυξήσει την αεροδυναμική απόδοση των πανιών τύπου boom-foot.#Βραβείο Νόμπελ pic.twitter.com/EPG07Bsum1
βραβείο Νόμπελ 4 Οκτωβρίου 2022
«Ο πατέρας μου ήταν απολύτως υπέροχος δάσκαλος, όλα τα χρόνια της ενηλικίωσής μου», θυμάται. “Κάθε φορά που έκανα μια ερώτηση, ήξερε την απάντηση και της απαντούσε με λεπτομέρεια για να καταλάβω. Δηλαδή, δεν με ανάγκασε να με ταΐσω, αλλά το έκανε με τέτοιο τρόπο που πεινούσα συνεχώς. για περισσότερα.”
Ο Clauser ήρθε για πρώτη φορά στην Καλιφόρνια στις αρχές της δεκαετίας του 1960 για να σπουδάσει φυσική στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια και στη συνέχεια απέκτησε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο Κολούμπια.
Η μελέτη της προηγμένης κβαντικής μηχανικής – ένα πεδίο που αργότερα θα φέρει επανάσταση – τον εξέπληξε στην αρχή. Δεν καταλάβαινε τους μαθηματικούς της χειρισμούς και επανέλαβε την τάξη τρεις φορές πριν προλάβει να πάρει τον πολυπόθητο βαθμό Β.
“Απλώς δεν πίστευα πραγματικά τα πάντα. Ήμουν πεπεισμένος ότι υπήρχαν πράγματα λάθος”, είπε. “Ο μπαμπάς μου πάντα με δίδασκε: “Γιε μου, κοίτα τα δεδομένα. Οι άνθρωποι θα έχουν πολλές φανταχτερές θεωρίες, αλλά πάντα πάνε Επιστρέψτε στα αρχικά δεδομένα και δείτε αν θα είχα καταλήξει στα ίδια συμπεράσματα. Όταν το κάνω αυτό, καταλήγω σε πολύ διαφορετικά συμπεράσματα».
Αυτές οι αμφιβολίες άνοιξαν το δρόμο για ένα μελλοντικό βραβείο Νόμπελ. Ενώ εργαζόταν στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, έπεσε πάνω σε μια συναρπαστική θεωρία του βορειοϊρλανδού φυσικού John Stuart Bell, η οποία διερεύνησε τι είχε η «τρομακτική πράξη» του εμπλοκής σχετικά με τη συμπεριφορά των φωτονίων και τη θεμελιώδη φύση της πραγματικότητας.
«Αλλά πού είναι τα εμπειρικά στοιχεία;» ρώτησε ο Κλάουζερ. Ήξερε ότι η θεωρία του Μπελ μπορούσε να δοκιμαστεί.
Λέγω Nova στο PBS Πώς έψαξε τις κρυφές αποθήκες στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley, αναζητώντας παλιό εξοπλισμό για να σχεδιάσει τα πειράματα που χρειαζόταν.
“Υπάρχουν δύο τύποι ανθρώπων, πραγματικά. Εκείνοι που τους αρέσει να καταναλώνουν παλιά σκουπίδια ή/και να τα κατασκευάζουν μόνοι τους από την αρχή. Και εκείνοι που βγαίνουν έξω και αγοράζουν γυαλιστερούς νέους κάδους.” ”
Αντιμετώπισε κριτική από πολλούς φυσικούς. «Όλοι μου έλεγαν ότι είμαι τρελός, ότι θα καταστρέψω την καριέρα μου» σπαταλώντας τον χρόνο του σε μια τέτοια φιλοσοφική ερώτηση, θυμάται.
Σε ένα πείραμα στο υπόγειο του Berg Hall του UC Berkeley, που διεξήχθη μαζί με τον αείμνηστο θεμελιώδη φυσικό Stuart Friedman, μέτρησε την «κβαντική εμπλοκή» πυροδοτώντας χιλιάδες φωτόνια σε αντίθετες κατευθύνσεις. Έδειξαν ότι τα φωτόνια μπορούν να δράσουν συλλογικά – παρόλο που είναι φυσικά διαχωρισμένα.
αυτά τα χρόνια #Βραβείο Νόμπελ Ο βραβευμένος με Νόμπελ John Clauser κατασκεύασε μια συσκευή που εκπέμπει ταυτόχρονα δύο μπερδεμένα φωτόνια, το καθένα προς ένα φίλτρο που δοκιμάζει την πόλωσή τους. Το αποτέλεσμα ήταν μια σαφής παραβίαση της ανισότητας του Bell και συμφωνούσε με τις προβλέψεις της κβαντικής μηχανικής. pic.twitter.com/q9WJIYMhhe
βραβείο Νόμπελ 4 Οκτωβρίου 2022
«Το πείραμα ήταν… τόσο νέο που δεν εκτιμήθηκε ποτέ εκείνη την εποχή», είπε ο Μάικ Γουέδερλ, διευθυντής του εργαστηρίου του Μπέρκλεϋ. “Ήταν 10 χρόνια πριν οι φυσικοί άρχισαν να συνειδητοποιούν πώς θα μπορούσε να γίνει εκμετάλλευση της κβαντικής εμπλοκής. Τότε διεξήχθησαν τα επόμενα κρίσιμα πειράματα, που οδήγησαν στη νέα κβαντική εποχή που ζούμε τώρα.”
Μη μπορώντας να βρει δουλειά ως καθηγητής, ο Clauser μετακόμισε στο Lawrence Livermore National Laboratory για να διεξάγει ελεγχόμενα πειράματα φυσικής πλάσματος σύντηξης, αλλά αργότερα έφυγε επειδή αρνήθηκε να κάνει κρυφή εργασία.
Οι ιδέες του αποτελούν πλέον το επιστημονικό υπόβαθρο των σημερινών προσπαθειών για την ανάπτυξη της κβαντικής κρυπτογραφίας, μιας μεθόδου κρυπτογράφησης που χρησιμοποιεί τις ιδιότητες της κβαντικής μηχανικής για την ασφάλεια και τη μετάδοση δεδομένων με αδιαπέραστο τρόπο.
Είπε ότι τέτοιες ισχυρές εμπορικές εφαρμογές ήταν αδιανόητες εκείνη την εποχή.
«Δεν ήξερα ακριβώς πόσα χρήματα και ενδιαφέρον υπήρχαν για την κρυπτογράφηση», είπε. “Γιατί, οι περισσότεροι από τους υπολογιστές μου δεν απαιτούσαν κωδικούς πρόσβασης. Ο μόνος λόγος που τους χρησιμοποιώ τώρα είναι επειδή όλοι τους έχουμε στο σπίτι συνδεδεμένους στο δίκτυο και δεν μπορείτε να τους τοποθετήσετε σε ένα δίκτυο χωρίς να τους βάλετε κωδικούς.”
