Kan de mens straks op twee plekken tegelijk zijn?
Wanneer je op de Eiffeltoren in Parijs een pirouette draait, gaat je tweelingbroer op het Empire State Building in New York niet meteen hetzelfde doen. Toch is dat precies wat deeltjes in de tegendraadse natuurwetten van de quantumfysica, wetten die werken op de allerkleinste schaal, doen.
In weerwil van het gezond verstand kunnen deeltjes – de legoblokjes waaruit alles om ons heen bestaat – zich daarin als een enkel voorwerp gaan gedragen. Wanneer je vervolgens iets met het ene deeltje doet heeft dat direct invloed op de ander, ook als de ene in New York is en de ander in Parijs. Verstrengeling noemen fysici dat ook wel.
Waarom verstrengeling voor deeltjes wel mogelijk is en voor mensen niet, is tot nog toe een raadsel.
Bij een recent experiment hebben onderzoekers verbonden aan de Nederlandse Technische Universiteit (TU) Delft daarom de grens tussen onze wereld en de bizarre quantumwereld verder opgerekt. Daarbij toonden ze aan dat plakjes silicium met de afmeting van een fikse bacterie óók quantumgedrag kunnen vertonen, eerder was dit alleen aangetoond met veel kleinere objecten.
Althans: de plakjes silicium moeten wel eerst worden gekoeld tot vrijwel het absolute nulpunt. Nog niet helemaal een mens dus, en lastig te realiseren, maar wel een stapje in de juiste richting.
“We willen dit soort experimenten de komende jaren met steeds grotere voorwerpen gaan doen”, zegt Simon Gröblacher (TU Delft). Samen met collega’s schreef hij hun eerste resultaten op in het vakblad Physical Review Letters.
‘We willen dit soort experimenten de komende jaren met steeds grotere voorwerpen gaan doen’
Met behulp van een zogeheten Bell-test, een in natuurkundekringen veelgebruikte lakmoesproef voor verstrengeling, bewezen de onderzoekers dat hun plakjes silicium inderdaad zo’n spookachtige verbinding hadden.
Nederlands Quantumfysicus Alexander Brinkman (Universiteit Twente), zelf niet bij het onderzoek betrokken, noemt de resultaten “leuk” en “redelijk overtuigend”. “Het meest spannende is dat het systeem dat ze gemaakt hebben massa heeft”, zegt hij. Dat betekent namelijk dat je op termijn kunt gaan kijken wat de invloed van zwaartekracht is op verstrengeling. Hoe je zwaartekracht - een kracht die vooral van belang is op menselijke schaal - moet vangen in de vreemde wetten van de quantummechanica is één van de grootste raadsels in de moderne natuurkunde.
Samen met tien tot twintig andere onderzoeksgroepen zijn Gröblacher en collega’s daarom verwikkeld in een race om die invloed van zwaartekracht als eerste experimenteel in kaart te brengen. “Ik schat dat dat nog een jaar of vijf duurt, al zijn dat soort voorspellingen altijd gevaarlijk”, zegt hij.