God is een gokker, Einstein zat ernaast en de kwantummechanica

Hoezeer ze ook botst met onze intuïtie, aan de beschrijving van de microwereld door de kwantummechanica valt niet te tornen. Dat hebben de winnaars van de Nobelprijs Natuurkunde aangetoond.

in zogenoemde verstrengelde paren, waarvan er telkens één de lucht inging en één de glasvezelkabel.

Identieke tweeling

Verstrengeling vormt de hoeksteen van de kwantummechanica. Verstrengelde deeltjes zijn op een mysterieuze manier met elkaar verbonden, ongeacht hoe ver ze zich uit elkaar bevinden. Dat heeft bizarre gevolgen, want volgens de regels van de kwantummechanica verkrijgt een deeltje zijn eigenschappen pas als die worden gemeten. Maar de mysterieuze verbintenis maakt dat daarmee meteen de eigenschappen van het verstrengelde partnerdeeltje vastliggen. Alsof ook daar een meting plaatsvindt. Het is alsof een lid van een identieke tweeling het voelt als zijn broer of zus aan de andere kant van de wereld iets overkomt.

Albert Einstein, toch niet de minste, dacht daar het zijne van. Zo vond hij het maar niets dat deeltjes in de kwantummechanica geen vastomlijnde eigenschappen hebben vóór daar een meting naar wordt gedaan. Het stoorde hem vooral dat die eigenschappen, die dus pas verschijnen bij de meting, voorgesteld worden als de uitkomsten van een toevalsproces. ‘God dobbelt niet’, luidt zijn beroemde uitspraak. ‘En de kwantummechanica klopt niet, of ze geeft op z’n minst geen volledige beschrijving van de microwereld’, had hij eraan kunnen toevoegen.

Wat Einstein ook dwarszat, was de snelheid waarmee verstrengelde deeltjes informatie met elkaar lijken uit te wisselen. Dat gebeurt ogenblikkelijk, sneller dan het licht, als het ware buiten de ruimtetijd om. Dat zagen Zeilinger en co. ook op La Palma en Tenerife, waar de fotonen op het ene eiland hun verstrengelde partners op het andere eiland op de hoogte leken te houden. Werd op La Palma hun polarisatie (hun trillingsrichting) gemeten, dan namen hun partners op Tenerife onmiddellijk de overeenkomstige polarisatie aan.

Pioniers

Dus ja, de mysterieuze koppeling tussen verstrengelde deeltjes bestaat, en dus had Einstein ongelijk.

Of in de woorden van het Nobelprijscomité: ‘De kwantummechanica rules.’ Het Canarische verstrengelingsexperiment is maar een van de vele testen die de kwantummechanica de afgelopen decennia heeft ondergaan.

De Amerikaan John Clauser (81) en de Fransman Alain Aspect (75), die het trio laureaten vervolledigen, waren daarin pioniers. Ook in hun experimenten werden fotonen uit verstrengelde paren verschillende richtingen uitgestuurd.

Aan de Nobelprijs is een geldbedrag van 10 miljoen Zweedse kroon verbonden, omgerekend bijna 920.000 euro. Aspect, Clauser en Zeilinger krijgen elk een derde daarvan.